来自海军军医大学(第二军医大学)附属长征医院脊柱一科袁文教授课题组团队近期在《Oncotarget》杂志在线发表题为“Inflammatory microRNA-194 and -515 attenuate the biosynthesis of chondroitin sulfate during human
intervertebral disc degeneration”论著。该文章针对椎间盘退变过程中髓核硫酸软骨素（CS）不断减少这一重要基质成分的改变进行了深入的机制研究，发现炎症因子能够引起硫酸软骨素合成酶(CHSY)调控性microRNA的改变，进一步引起CS含量的变化从而促进退变发生。该研究首次将非炎症调控性基质合成分子、退变性microRNA以及炎症通路结合在一起，发现了在椎间盘髓核退变中microRNA的重要作用及调控通路，为进一步揭示椎间盘退变疾病的发生机制，并为今后该疾病的预防与诊疗的发展起到积极的推动作用。
椎间盘由中央的髓核、外侧的纤维环及上下两端的终板构成,其主要功能为维持正常的脊柱结构，承担脊柱的生物应力。其中髓核组织含大量水份，为椎间盘发挥生理功能、承担应力的必要前提。而椎间盘退变早期的影像学表现即为MRI下T2加权像上髓核组织含水量减少，由高信号逐渐转变为低信号甚至无信号。而含水量减少会引起椎间高度降低，局部运动节段不稳，最终导致髓核突出，神经根管狭窄等病理变化从而压迫局部神经引起腰痛。目前不少针对IDD的临床研究都是根据其影像学上髓核含水量的变化来判断IDD进程的，这也是临床工作中判断IDD的重要指标之一。
大量关于椎间盘退变病理生理研究表明，椎间盘组织特别是髓核组织中细胞外基质（Extracelluar matrix， ECM）的代谢紊乱，炎症因子的大量侵入，椎间盘髓核细胞凋亡增加，神经、血管长入椎间盘无血管区等是导致其发生退变的主要原因，而这其中最主要的引起椎间盘退变的机制为ECM代谢紊乱。
髓核ECM中大量的蛋白聚糖分子形成聚合结构为椎间盘组织提供了高效的保水系统，为椎间盘组织正常含水量的必要前提。而蛋白聚糖分子的保水能力则主要依赖于其侧链上的硫酸软骨素分子（Chondroitin Sulfate, CS）发挥作用的。CS本质上为多糖链，由木糖、葡萄糖醛酸残基及两分子半乳糖构成的四糖单位起始区及由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-氨基半乳糖以1,3-糖苷键结合而成的重复二糖单位所构成的骨架组成，骨架上的糖基带有大量的负电荷以保持其亲水的特性。在退变进程中，CS的含量显著降低，一方面，CS作为ECM中最主要的保水分子，其含量下降将使得椎间盘整体保水能力丢失；另一方面，退变中CS结构改变，糖链长度缩短，导致残存的CS分子也无法发挥其正常的保水作用，从而使其成为引起IDD中椎间盘含水量减少的主要原因。而目前对于CS的合成降解机制研究尚不明确。因此，进一步明确CS合成减少的具体病理生理机制有助于理解椎间盘退变发病的病理生理过程，从而为椎间盘退变的生物治疗提供理论依据。
课题组首先通过收集不同退变程度的髓核组织进行CS含量的评估，发现CS以及其合成酶CHSY的含量均随着髓核退变程度的不断增加而减少，提示CS在髓核退变中具有重要的作用与意义。
通过前期的研究，课题组明确了在髓核细胞中CHSY的表达与炎症因子介导的炎症通路存在一定的反向关系。为了进一步揭示其作用机制，课题组通过RNA及蛋白两个层面对炎症因子影响CHSY表达进行了系统分析。结果显示，炎症通路的激活尽管能够显著下调CHSY的蛋白表达水平，但对其RNA水平影响并不显著。此外，结合CHSY启动子区生物信息学分析，并没有发现明显的炎症或炎症相关通路关键因子的结合位点，提示可能存在其它物质介导炎症引起的CHSY下调。
针对上述分子变化模式，课题组猜想可能是微小RNA(miRNA)在中间充当了关键的角色起到介导炎症与CHSY表达变化的作用。通过高通量筛选，课题组发现了4个炎症调控性、椎间盘退变相关性miRNA存在调控CHSY的可能。而进一步验证后发现miR-194-3p与miR-515-5p能够显著抑制CHSY的表达而不影响CHSY的转录。至此课题组利用生物信息学分析结合实验验证发现了炎症因子调控性miRNA对髓核ECM合成的影响，首次在椎间盘退变中揭示了miRNA介导的炎症与ECM调控网络。
该工作主要由海军军医大学附属长征医院的脊柱一科博士研究生胡博、徐辰在袁文教授、陈华江教授及曹鹏医师的指导下完成。这篇论文是袁文教授课题组在椎间盘退行性变疾病发病机制研究中取得的又一重要研究成果。课题组长期致力于脊柱退行性变疾病发病机制研究，在椎间盘退变、后纵韧带骨化症等脊柱退行性变疾病致病基因的发现与机制研究中取得一系列重要研究成果，课题组相关成果已经陆续发表在《Arthritis & Rheumatology》，《American Journal of Pathology》，《Oncotarget》，《Scientific Reports》，《Nature Communications》等国外著名杂志上。
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