医学2区：独活寄生汤抑制髓核细胞焦亡治疗椎间盘退变通过SDF1/CXCR4-NFκB-NLRP3轴的机制

【写在前面】：本期推荐的是由西南医科大学附属中医医院中西医结合骨伤疾病防治实验室骨伤科（创伤正骨）、泸州市龙马潭区人民医院等研究团队合作近期发表于Journal of Pharmaceutical Analysis(IF8.8）的一篇文章，揭示独活寄生汤通过SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3轴抑制髓核细胞焦亡治疗椎间盘退变的机制。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Mechanisms of inhibition of nucleus pulposus cells pyroptosis through SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3 axis in the treatment of intervertebral disc degeneration by Duhuo Jisheng Decoction

椎间盘退变（IVDD）是导致下背痛的主要原因之一，也是世界上最常见的健康问题。炎症小体主要由NLRP3介导的髓核焦亡引起，已被发现与IVDD密切相关。此外，独活寄生汤DHJSD对NLRP3炎症小体具有抗炎和调节作用，但其是否能通过NLRP3调节焦亡治疗IVDD的分子机制尚不清楚。在这项研究中，我们使用生物信息学的方法来发现DHJSD调节IVDD中焦下垂的分子机制，并通过体外和体内实验验证了我们的预测。通过生物信息学，我们发现NLRP3、GSDMD、IL-1β等焦亡中枢蛋白在IVDD SD大鼠中高表达，网络药理学发现DHJSD可以控制细胞衰老、凋亡和焦下垂，从而治疗IVDD。其他研究结果表明，DHJSD可以通过影像学和组织形态学分析成功治疗IVDD。Western印迹显示，大鼠退变髓核组织和脂多糖处理的髓核细胞（NPC）中，焦亡的关键蛋白NLRP3升高，DHJSD干预可有效减少LPS诱导的炎症反应，并进一步抑制焦亡相关蛋白的表达，改善IVDD。具体机制是DHJSD通过SDF-1/CXCR4-NF-kB-NLRP3轴抑制NPCs焦亡。总之，我们揭示了DHJSD调节NPCs焦亡改善IVDD的内在机制及其对IVDD治疗的内在价值。

【前言】

为了揭示调节IVDD患者焦亡和炎症的重要基因，我们分析了基因表达综合数据库中的GSE150408数据集以及Genecard、DisGeNET和CTD数据库，以收集伴有焦下垂的IVDD疾病的关键基因。我们发现了17个与pyroptosis和炎症密切相关的关键IVDD基因。此外，我们基于中药系统药理学（TCMSP）数据库，深入研究了DHJSD治疗IVDD的化学机制。为了进一步验证我们的预测，我们进行了一系列体内和体外验证。根据主要使用SD大鼠创建椎间盘退变模型的体内研究，在退化的椎间盘中表达了集中的死亡迹象，DHJSD治疗成功地增强了IVDD。基于生物信息学分析和动物实验的体外研究中使用的人髓核细胞用于证实局灶性死亡相关标志物的改变和DHJSD的治疗细胞分子机制。最后，我们证明了SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3轴调节NPC焦亡是治疗IVDD的关键，独活寄生汤DHJSD可以有效地作用于该信号通路以改善IVDD。本研究将为IVDD的治疗提供坚实的理论基础，促进中医药的临床应用。

【结果部分】

1.差异基因分析结果。

2.WGCNA结果。

3.枢纽基因。

4.DHJSD治疗IVDD的分子机制。

5.DHJSD在体内改善IVDD方面的研究进展。

6.DHJSD能有效缓解IVDD。

7.DHJSD能有效减轻Pyroptosis的抑制作用。

8.SDF1/CXCR4轴的激活加剧髓核细胞热。

9.DHJSD通过SDF1/CXCR4轴抑制髓核细胞焦亡缓解IVDD。

【结论与讨论】

总之，我们开发了一个基于焦亡枢纽基因（如CASP1、IL-1β、GSDMD和NLRP3）的IVDD预测模型，发现IVDD的发病机制主要与细胞凋亡和焦亡等信号通路的异常表达有关。我们最终证实，在治疗IVDD中，DHJSD通过SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3轴抑制椎间盘促炎因子的产生和NPCs焦亡。尽管DHJSD抑制NPCs焦下垂的具体机制已经得到证实，但尚不确定哪种草药成分在本研究中发挥了主导作用。未来，我们将使用质谱法来鉴定草药化合物的活性成分，以阐明哪种成分在本研究中发挥作用。

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