论文标题：Single-nucleus Transcriptomics Decodes the Link Between Aging and Lumbar Disc Herniation

期刊：Protein & Cell

作者：Min Wang, Zan He, Anqi Wang, Shuhui Sun, Jiaming Li, Feifei Liu, Chunde Li, Chengxian Yang, Jinghui Lei, Yan Yu, Shuai Ma, Si Wang, Weiqi Zhang, Zhengrong Yu, Guang-Hui Liu, Jing Qu

发表时间：22 March 2025

DOI：https://doi.org/10.1093/procel/pwaf025

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近日，中国科学院动物研究所曲静团队联合北京大学第一医院骨科于峥嵘团队等于Protein & Cell 发表了题为 “Single-nucleus transcriptomics decodes the link between aging and lumbar disc herniation” 的研究论文。该研究运用组织学染色和单核测序技术，对年轻个体、年轻腰间盘突出个体和老年个体的腰间盘髓核组织进行了比较和分析，揭示了腰间盘老化和突出的共性与特性，并阐明了其潜在的诱因与机制。

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研究的主要发现包括：

1. 组织学染色分析表明，老化和突出的腰间盘髓核组织具有显著的相似性，表现为细胞外基质的减少与紊乱、衰老细胞的大量积累和炎症水平的增加。

2. 通过构建年轻个体、年轻腰间盘突出个体和老年个体的腰间盘髓核组织的单核转录组图谱，该研究深入解析了髓核祖细胞 (NPPC)、髓核细胞不同亚群 (NPC 1, NPC 2) 等共计8个细胞类群对衰老与疾病的响应及改变，其中NPPC的衰老和耗竭是腰间盘老化和突出的共性变化。

3. 通过转录因子分析，该研究发现NFATC2是腰间盘老化和突出共性的差异表达基因的上游调控因子，该基因表达的增加可能是腰间盘老化与突出的共性驱动因素。基于此，该研究从人髓核组织中分离出原代髓核祖细胞，搭建了其衰老研究模型，并在此基础上发现，敲除NFATC2可以延缓髓核祖细胞的衰老，并增强其软骨分化能力。反之，激活NFATC2则加速髓核祖细胞的衰老。

该研究在单细胞分辨率水平比较了人腰间盘老化和突出的异同，揭示了NFATC2是腰间盘老化和突出的核心共性驱动因子，可作为潜在的干预靶点。这一发现不仅推动了人们对腰间盘老化和疾病的理解，还为腰间盘退行性疾病的治疗提供了新的干预靶点与研究思路。

图示：髓核祖细胞（NPPCs）的衰老与耗竭是人腰间盘（LD）老化与突出共有的核心机制。研究发现，NFATC2（编码转录因子NFAT1）是关键的促衰老调控因子，其通过驱动NPPCs衰老，可能同时促进年龄相关性腰间盘退变和突出病理进程。

腰间盘的髓核组织因其包含髓核祖细胞、软骨细胞等重要细胞类群，因此在脊柱功能结构稳态的维持和损伤修复中发挥重要作用。该研究基于组织学染色和单核测序技术，对年轻个体、年轻腰间盘突出个体和老年个体的腰间盘髓核组织的改变进行了细致刻画与比较，发现并验证了人腰间盘老化和突出的共性与特性，揭示了驱动腰间盘老化与突出的潜在诱因与底层机制。

曲静 中国科学院动物研究所 研究员

研究方向：细胞衰老与更生

刘光慧 中国科学院动物研究所 研究员

研究方向：衰老生物学和老年基础医学研究

于峥嵘 北京大学第一医院骨科 主任医师

研究方向：脊柱退变性疾病微创治疗

张维绮 中国科学院北京基因组研究所 研究员

研究方向：衰老的表观基因组学，再生的表观基因组学

期刊简介 About

英文学术月刊《Protein & Cell》致力于报道生命科学和生物医学领域的最新研究成果和前沿热点，维度跨越分子、细胞、模式生物、生物技术、基础与临床医学，研究对象涵盖微生物、植物、动物、人体，是一本国际化的综合性学术期刊。

自2010年创刊以来，《Protein & Cell》始终秉承主编团队的办刊理念，坚持全球开放获取（Global Open Access）出版，坚持及时公正地为全球学者尤其是青年学者的最新科研成果提供绿色通道（Green Channel for Rising Stars in Science）；同时，做到公平公正，在世界范围内积极推动生命科学发展，促进人类科技进步。