HIFs调控细胞自噬在椎间盘退变病理过程中的作用及其机制

椎间盘退变是椎间盘退变性疾病共同的病理基础，缺氧诱导因子（HIFs）通过调控细胞自噬等作用而影响退变性疾病的发生。研究表明在退变与正常椎间盘中均有缺氧诱导因子（HIFs）的表达，我们的前期研究则发现随着年龄增加，大鼠髓核细胞自噬体的表达和自噬蛋白LC3-II/LC3-I比值增加；预实验结果亦显示在椎间盘退变动物模型中，随着椎间盘退变程度的加重，自噬体的表达和自噬蛋白LC3-II/LC3-I比值增加；且在缺氧条件下，体外培养的髓核细胞出现自噬现象，HIFs蛋白的表达及LC3-II/LC3-I蛋白比值亦均增加，由此，我们提出假设：HIFs调控椎间盘细胞自噬，这一事件在椎间盘退变进程中起关键作用。为进一步证实这一假说，本课题将首先从临床、动物和细胞水平证实HIFs调控细胞自噬，而后进一步研究其在椎间盘退变进程中的作用和意义。本研究以期深化对椎间盘退变病理机制的理解，并为其治疗开辟新思路和新途径。

本课题即研究HIFs调控椎间盘细胞自噬，而后研究HIFs调控细胞自噬在椎间盘退变进程中的作用和意义，以期深化对椎间盘退变病理机制的理解。在本项目的资助下，已发表相关科研论著3篇，其中SCI收录2篇，核心期刊1篇。.同时，课题组3名中级人员晋升为副高级职称。2名硕士研究生获得硕士学位。.具体研究结果为：.1）在动静力失稳腰椎间盘退变模型中，髓核细胞自噬小体的表达较对照组增加，Beclin-1蛋白及蛋白LC3-II/LC3-I比值增加，提示自噬存在鼠腰椎间盘退变进程中，且与其发生、发展有关。.2）体外实验发现，随饥饿时间的延长，MDC阳性细胞数及自噬泡数量增多；LC3-II及Beclin-1 mRNA表达随时间增加而增加，蛋白LC3-II/LC3-I比值增加，Beclin-1、 GRP78、GADD153蛋白表达随时间增加而增加，提示饥饿可诱导椎间盘纤维环细胞自噬的发生，且内质网应激可能起诱发作用。.3）在人体髓核组织中，随着椎间盘退变程度的增加，髓核细胞凋亡及凋亡相关因子蛋白PARP p85的表达亦增加，而髓核细胞的自噬因子蛋白LC3-II/LC3-I比值、Beclin-1和ULK-1表现为先增加后降低的趋势，提示在椎间盘退变过程中，自噬与凋亡起着不同的作用。.4）在不同退变程度的人髓核组织中，XT-1、c-Jun、c-fos 和 Sp1表达于椎间盘退变程度无关，但 XT-1 的表达与 c-Jun、c-fos 或 Sp1呈线性正相关。.5）TNF-α 和 IL-1β 刺激不影响 XT-1 蛋白和 mRNA 的表达，但TNF-α 和 IL-1β 刺激可降低 AP-1位点突变或敲除XT-1 启动子表达质粒的活动。AP-1和Sp1通路在XT-1 的基础表达水平起重要作用。.6）缺氧条件下髓核细胞自噬相关蛋白在表达增加，但可能与 HIF-1alpha 的表达无关。.7）TNF-α和IL-1β不影响髓核细胞自噬基因的表达水平。在炎性条件下，p38, ERK 通路抑制剂并不影响髓核细胞 LC3 II的表达水平，而NF-κb, JNK 抑制剂则促进髓核细胞 LC3 II的表达。自噬可抑制炎性因子 MMP3等的表达水平..最后，课题组将进一步研究在髓核细胞自噬过程中HIF-2α在自噬过程中的作用及其机制.