编辑推荐：
为缓解椎间盘退变（IVDD）和腰痛（LBP），研究人员用 OKS@M-Exo 重编程衰老髓核细胞，效果良好。
# 重编程衰老髓核细胞：椎间盘退变治疗新希望
在人体的脊柱中，椎间盘就像一个个 “小弹簧”，起着缓冲和支撑的重要作用。然而，随着年龄的增长，这些 “小弹簧” 会逐渐出现问题，其中椎间盘退变（Intervertebral Disc Degeneration，IVDD）就是常见的一种。IVDD 不仅会导致椎间盘功能下降，还常常引发令人痛苦的腰痛（Low Back Pain，LBP），严重影响人们的生活质量。目前，针对 IVDD 的治疗面临诸多挑战，尤其是如何有效恢复衰老的髓核细胞（Nucleus Pulposus Cells，NPCs）的正常功能，成为了医学领域亟待解决的难题。
为了攻克这一难题，中山大学附属第一医院、中山大学疼痛研究中心、南方科技大学广东省先进生物材料重点实验室等机构的研究人员开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Bone Research》上，为 IVDD 的治疗带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞和组织层面，通过分离和培养大鼠的 NPCs 和骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells，BMSCs）获取实验材料。运用免疫荧光分析、EdU 掺入、SA-β-Gal 染色等技术，检测细胞的增殖、衰老等相关指标。利用超速离心法收集、纯化和鉴定外泌体，并通过电穿孔将 OKS 质粒载入外泌体。在动物实验方面，构建大鼠 IVDD 模型和前腰椎穿刺模型，借助 MRI、Micro-CT、组织学分析、行为学研究等手段评估治疗效果。此外，还进行 RNA 测序，从分子层面探究作用机制。
下面来看看具体的研究结果：
- OKS 改善衰老 NPCs 的细胞表型：研究人员构建了表达多能性相关基因（Oct4、Klf4 和 Sox2，简称 OKS）的质粒。实验发现，在衰老的 NPCs 中，OKS 质粒转染后，p16INK4a、p21CIP1、P53 等衰老相关基因表达下调，DNA 损伤减少，细胞增殖能力恢复，代谢平衡得到维持，炎症水平降低，这表明 OKS 能有效改善衰老 NPCs 的细胞表型，促进其向年轻状态转变。
- Cavin2 修饰外泌体增强衰老 NPCs 对 OKS 的摄取：外泌体具有独特优势，可作为基因载体。研究发现，衰老 NPCs 对外泌体的摄取能力较弱，而 Cavin2 在这一过程中起关键作用。通过构建 Cavin2 修饰的外泌体（M-Exo），并将其作为 OKS 质粒的载体，实验结果显示，M-Exo 能显著增强衰老 NPCs 对 OKS 的摄取，且能从溶酶体中逃逸发挥作用。
- OKS@M-Exo 减轻衰老 NPCs 的衰老特征：将 OKS 质粒载入 M-Exo 得到 OKS@M-Exo。研究表明，OKS@M-Exo 能进一步下调衰老相关基因的表达，减少 DNA 损伤和 H4K20me3 表达，恢复细胞增殖能力和代谢平衡，抑制炎症反应，有效减轻衰老 NPCs 的衰老特征。
- OKS@M-Exo 改善 IVDD 并缓解 LBP：在大鼠 IVDD 模型实验中，OKS@M-Exo 治疗后，通过影像学和组织学分析发现，其能有效维持椎间盘高度、髓核水化和组织结构，降低衰老标记物表达，改善 IVDD。同时，在大鼠前腰椎穿刺模型中，OKS@M-Exo 能显著提高压力痛觉阈值（Pressure Algometry Thresholds，PATs），降低神经生长因子（Nerve Growth Factor，NGF）表达，缓解 LBP。
- RNA 测序证实 OKS@M-Exo 缓解 IVDD 进展：RNA 测序分析表明，OKS@M-Exo 能抑制与细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）分解代谢和衰老相关的基因表达，促进 ECM 合成代谢基因表达。KEGG 和 GO 富集分析显示，其作用涉及细胞周期、细胞增殖、p53 信号通路、细胞衰老和 ECM - 受体相互作用等多个关键途径，进一步证实了 OKS@M-Exo 缓解 IVDD 进展的作用机制。
综合研究结论和讨论部分，该研究成功构建了 OKS@M-Exo，证实其可通过调节衰老 NPCs 的表观遗传信息，有效抑制 NPCs 衰老，恢复其增殖能力，进而缓解 IVDD 和 LBP。这一研究成果为 IVDD 和其他衰老相关疾病的治疗提供了新的靶点和工具，展现出巨大的应用潜力。不过，研究也存在一些局限性，如后续可利用 3-D 培养系统进一步验证，以及运用 ATAC-seq 和 CUT-Tag 方法深入探究相关基因的染色质可及性。但无论如何，该研究都为椎间盘退变的治疗开辟了新的方向，有望在未来为众多患者带来更有效的治疗方案。
