坏死性凋亡及其与自噬“串扰影响”在压力致髓核细胞程序性死亡中的调控机制研究

The decline of the number of nucleus pulposus(NP) cells,the main feature of intervertebral disc degeneration(IVDD), is closely related to programmed cell death. Unlike traditional manners of death, such as apoptosis,autophagy and necrosis, necroptosis is an entirely new manner of programmed cell death, highly valued by international academia, and it is possible to provide utterly new treatment strategies for various diseases. Nevertheless, there are uncertainties about the regulation mechanism of necroptosis and the crosstalk between it and apoptosis,especially autophagy, as well as a lack of relative report in the field of IVDD.Our previous studies have discovered that necroptosis is involved in the death process of NP cells. Based on our previous National Natural Science Foundation of China(NSFC) about studying NP cells autophagy, this project will adopt special inhibitor, SiRNA interference technology,and the gene overexpression technology,to systematically investigate the molecular mechanism of RIPK1-RIPK3-MLKL pathway in compression induced necroptosis and its crosstalk with autophagy, determine the key target of regulation of IVDD and discuss the possibility of coordinated regulation of necroptosis and autophagy.This study is expected to not only contribute to the theoretical foundation of molecular targeted treatment of IVDD and innovative medicinal development, but provide relative researches of other diseases with a new perspective.

髓核细胞数量下降是椎间盘退行性变的主要特征，与细胞程序性死亡密切相关。坏死性凋亡和凋亡、自噬、坏死等传统死亡方式不同，是一种全新的程序性死亡方式，近两年受到国际学术界高度重视，可能为多种疾病提供全新治疗策略。但是，坏死性凋亡的调控机制尚需进一步研究，其与凋亡、特别是自噬间的串扰影响尚不清楚，在椎间盘退行性变领域更未见报道。申请者前期预实验发现，坏死性凋亡确实参与了髓核细胞坏死过程。本课题拟在以往研究髓核细胞自噬的多项国家自然基金的基础上，采用特异性抑制剂、SiRNA干扰、基因过表达等手段，深入研究RIPK1-RIPK3-MLKL信号途径在压力诱导的髓核细胞坏死性凋亡中的分子机制及其与自噬的串扰影响，明确椎间盘退行性变的关键调控靶点，探讨协同调控坏死性凋亡和自噬的可行性。本课题不仅可能为椎间盘退行性变的分子靶向治疗和创新药物研发奠定基础，而且可能为其他疾病的相关研究提供新思路。

髓核细胞数量下降是椎间盘退行性变的主要特征，与细胞程序性死亡密切相关。坏死性凋亡是不同于凋亡、自噬、坏死等传统细胞死亡的一种全新的程序性死亡方式。本课题组前期研究发现，坏死性凋亡参与了压力诱导的髓核细胞坏死过程。在前期研究基础上，本课题组着重探讨了RIPK1-ROS途径对压力诱导的髓核细胞坏死性凋亡和凋亡的调控作用以及凋亡与坏死性凋亡的串扰影响。同时我们也探究了DRP1介导的P53线粒体转位和AIF核转位以及牛磺熊脱氧胆酸在压力诱导的髓核细胞程序性坏死中的作用。此外，鉴于氧化应激在坏死性凋亡发生中的重要作用，我们也探讨了过氧化氢诱导的氧化应激导致髓核细胞程序性坏死的具体机制。我们发现过度压力诱导的RIPK1活化通过导致线粒体功能紊乱及ROS产生促进髓核细胞凋亡及坏死性凋亡。同时坏死性凋亡抑制剂Nec-1可以同时抑制髓核细胞凋亡及坏死性凋亡，而使用凋亡抑制剂Z-VAD-FMK处理细胞在抑制凋亡的同时却加剧了细胞坏死性凋亡，联合调控凋亡及坏死性凋亡是一种更佳的细胞保护策略。同时，我们也发现过度压力使DRP1的表达及其线粒体转位增加，进而促进P53的线粒体转位和AIF的细胞核转位，从而介导髓核细胞程序性坏死。此外，我们发现牛磺熊脱氧胆酸可以通过抑制内质网应激从而减轻压力诱导的髓核细胞凋亡及坏死性凋亡。在过氧化氢处理的髓核细胞中我们发现，氧化应激可以通过RIP1/RIP3-PARP-AIF途径诱导髓核细胞发生程序性坏死。本课题的发现不仅可能为椎间盘退行性变的分子靶向治疗和创新药物研发奠定基础，而且可能为其他疾病的相关研究提供新思路。