CBP/p300抑制椎间盘退变和减轻椎间盘源性腰痛的机制研究

Intervertebral disc degeneration (IVDD) and related diseases are important clinical problems, mainly caused by nucleus pulposus cells (NPC) reduction and dysfunction. CBP/p300 are macromolecular proteins with many biological functions, which plays a key role in the physiology and pathology of inflammation, degeneration and cancer. It was found that CBP/p300 showed a decreasing trend with age in IVD, significantly lower CBP/p300 expression in IVDD, CBP/p300 silence increased NPC apoptosis and decreased synthesis and secretion of extracellular matrix, suggesting CBP/p300 plays crucial role in the process of IVDD. We hypothesized: CBP/p300 regulates the process of IVDD, together with the secretion of NGF and other cytokines. To verify the hypothesis we designed the following topics: ①explore the function and mechanism of CBP/p300 in regulation of NPC proliferation and apoptosis, as well as synthesis and secretion of extracellular matrix; ②clarify the mechanism of CBP/p300 in regulation of NGF and pain factor secretion related to discogenic pain; ③elaborate the molecular mechanism of low CBP/p300 expression in the IVDD and the regulation of pain threshold. This study is expected to reveal the role of CBP/p300 in IVDD related pain and provides a new direction for biological treatment of IVDD associated with low back pain.

椎间盘退变(IVDD)及其引起的腰痛是重要临床问题，髓核细胞(NPC)数量减少和功能下降是直接诱因；CBP/p300具有多种生物学功能，在炎症、退变、肿瘤等过程中起关键作用。申请人预实验发现随年龄增加IVD内CBP/p300表达呈递减趋势，IVDD时CBP/p300表达显著降低，CBP/p300沉默后NPC凋亡增加且细胞外基质合成分泌下降，提示CBP/p300在IVDD进程中至关重要。我们假设：CBP/p300参与调节IVDD进程，调控椎间盘NGF等疼痛相关因子分泌，从而影响椎间盘退变相关疼痛，为此我们设计实验：①明确CBP/p300调控NPC增殖凋亡和合成分泌细胞外基质的具体作用及机制；②阐明其在椎间盘内诱导NGF等疼痛因子分泌的机制；③阐述其在疼痛性IVDD内低表达和调节疼痛阈值的分子机制。本研究有望揭示CBP/p300在IVDD相关腰痛中的作用，为IVDD相关腰痛的生物治疗提供依据。

腰痛（LBP）主要由椎间盘退变（IVDD）引起，可造成残疾，并显著增加社会医疗负担。然而，没有靶向治疗可以阻止 IVDD 和 LBP 的进展。 P300 是组蛋白乙酰转移酶 (HAT) 家族中重要的大分子蛋白，在炎症中也起关键作用。我们通过人髓核细胞的体外实验以及建立大鼠椎间盘穿刺退变模型后，发现 P300 在 IVDD 患者和动物模型的椎间盘组织中表达较低。p300 的抑制减少了细胞基质的产生，加重了炎症、疼痛因子和随后的疼痛行为的出现。在体外研究中发现 IL-4 对 p300 功能至关重要， p300 通过 H3K27ac 调节 IL-4，IL-4是p300蛋白的潜在下游功能蛋白，而IL-4 通过抑制IL-1β缓解IVDD和疼痛。这些发现首次揭示了 p300 在 IVDD 和疼痛中的新作用，并指出了靶向 p300 / IL-4 / IL-1β 轴以防止 LBP 进展的潜在策略。课题组按原计划开展研究，并取得预期结果。迄今为止，本研究共在本领域高水平 SCI 杂志发表论文 7 篇，整理待发表论文 1 篇，培养博士后出站1人，博士研究生毕业 3 人，硕士研究生毕业 1 人。