1,25(OH)2D3：缓解腰椎间盘退变的新希望 —— 抑制髓核细胞铁死亡的关键角色

为探究 1,25 (OH)2D3对腰椎间盘退变（LIDD）的作用，研究发现其可抑制髓核细胞铁死亡，或成治疗新策略。

　　

腰椎间盘退变研究新突破：1,25 (OH)₂D₃的神奇作用

在日常生活中，腰痛是一种极为常见的困扰，全球超过 80% 的人都曾被它 “纠缠”。而腰椎间盘退变（Lumbar intervertebral disc degeneration，LIDD）就是导致腰痛的主要 “元凶” 之一。它会引发一系列结构和组织变化，比如椎间盘高度降低、髓核出现裂缝、纤维环撕裂等。目前，LIDD 的发病机制还没有完全明确，但大家都知道，髓核细胞（nucleus pulposus cells，NPCs）数量的减少和细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的降解会加重病情。NPCs 对于维持椎间盘的结构和功能至关重要，它的减少和功能异常会加速 LIDD 的发展。因此，研究 NPCs 对于搞清楚 LIDD 的发病机制，有着重要的临床意义。

近年来，铁死亡（Ferroptosis）这种铁依赖的程序性细胞死亡方式，在 LIDD 的发展过程中受到了越来越多的关注。研究发现，铁死亡和多种疾病都有关系，而且在 LIDD 中也起着重要作用。同时，维生素 D（Vitamin D，VD）在人体中扮演着重要角色，不仅能调节血清钙和磷的水平，还对细胞的生长、分化和死亡有影响。它的活性代谢产物 1,25 - 二羟基维生素 D₃[1,25(OH)₂D₃] 可能具有抗氧化作用，或许能减少铁死亡。而且，临床研究发现，VD 缺乏可能会加快 LIDD 的进程，补充 VD 则可能缓解病情。基于这些发现，来自武汉科技大学附属武汉普仁医院脊柱外科和南方医科大学第三附属医院骨科的研究人员，开展了一项研究，旨在探究 1,25 (OH)₂D₃能否通过抑制 NPCs 的铁死亡来减轻 LIDD，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在实验过程中用到了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术，选用大鼠来源的 NPCs 进行培养，为后续实验提供细胞样本。然后通过 CCK-8 实验评估细胞活力，以此来判断 1,25 (OH)₂D₃对 NPCs 增殖的影响。利用特定的诱导剂和生化指标检测方法，评估铁死亡的发生情况，像是用 Erastin 诱导铁死亡，检测乳酸脱氢酶（LDH）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）等指标。还运用了流式细胞术检测细胞内活性氧（ROS）水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测基因表达，蛋白质免疫印迹法（Western blot）分析蛋白表达，透射电子显微镜观察线粒体形态，以及 RNA 干扰技术沉默 VDR 基因 。

下面来看具体的研究结果：

1. 1,25(OH)₂D₃对 NPCs 活力的影响：研究发现，10 nmol/L 的 1,25 (OH)₂D₃作用 48 h 时，NPCs 的生存能力最佳，说明这个浓度和时间能促进 NPCs 增殖。
2. 1,25(OH)₂D₃对铁死亡 NPCs 活力的影响：用 Erastin 诱导 NPCs 发生铁死亡后，细胞形态出现异常，而提前用 1,25 (OH)₂D₃处理，能显著提高细胞活力，降低 LDH 活性，这表明 1,25 (OH)₂D₃对铁死亡的 NPCs 有保护作用。
3. 1,25(OH)₂D₃对 NPCs 铁死亡的影响：实验结果显示，1,25 (OH)₂D₃预处理能提高 GPX4、SOD、GSH 的水平，降低 ROS、MDA 的水平，还能增加 SLC7A11 和 SLC40A1 的表达，改善线粒体形态，这说明 1,25 (OH)₂D₃可以减轻 NPCs 的铁死亡。
4. 1,25(OH)₂D₃对 NPCs 中 VDR 表达的影响：研究发现，1,25 (OH)₂D₃处理会使 VDR 表达升高，而铁死亡条件下 VDR 表达降低，经 1,25 (OH)₂D₃处理后又能恢复，这表明 VDR 激活对 1,25 (OH)₂D₃抑制 NPCs 铁死亡很重要。
5. VDR 基因沉默后 1,25 (OH)₂D₃对 NPCs 铁死亡的影响：VDR 基因沉默实验表明，虽然 1,25 (OH)₂D₃仍能抑制 NPCs 铁死亡，但效果减弱，这说明 1,25 (OH)₂D₃抗 NPCs 铁死亡的作用部分依赖于 VDR 激活。

综合研究结论和讨论部分内容，这项研究成功确定了 1,25 (OH)₂D₃促进大鼠 NPCs 增殖的最佳条件，发现 1,25 (OH)₂D₃可以通过上调铁死亡保护蛋白和抗氧化剂，降低氧化应激标志物，来减少 NPCs 的铁死亡。而且，VDR 在 1,25 (OH)₂D₃的保护机制中意义重大，虽然 VDR 基因沉默后 1,25 (OH)₂D₃仍有一定作用，但效果不如 VDR 正常表达时。这一研究为 LIDD 的治疗提供了新的方向，未来或许可以进一步探索 1,25 (OH)₂D₃或其类似物与其他疗法联合使用，来预防或缓解 LIDD，也为深入研究 VDR 介导的信号通路和开发针对椎间盘退变的靶向治疗提供了重要依据。