科技日报记者 雍黎 通讯员 王琼
3月31日，记者从陆军军医大学陆军特色医学中心（大坪医院）获悉，该中心刘鹏教授团队在国际期刊《细胞报告》（《Cell Reports》）发表研究论著《胶原化调控椎间盘的机械适应性发育与稳态维持》，首次在人与小鼠脊柱高应力部位发现并定义了一种新的椎间盘生理表型——胶原化。该发现刷新了对椎间盘力学调控的认知，为椎间盘疾病的防治提供了新思路。
脊柱是支撑躯体的骨骼框架，具有维持躯体直立姿态的重要功能。椎间盘（IVD）作为脊柱的关键组成部分，承载了直立姿势带来的机械应力负荷，机械应力也成为调控椎间盘功能的重要因素。然而，椎间盘如何在机械应力的调控下维持其生理稳态尚未阐明。
本次研究通过整合组织学、影像学、生物力学及单细胞转录组学等方式，发现椎间盘胶原化具有髓核内部富含Ⅱ型胶原而低表达蛋白聚糖，与经典椎间盘的基质成分存在显著差异，具有更强的力学性能，可增强脊柱的力学稳定性。
值得一提的是，该研究不仅系统解析了椎间盘胶原化的多维特征及其力学调控机制，更进一步揭示了，胶原化表型并非疾病或退变的表现，而是一种生理性适应机制。
在小鼠模型中，研究者发现，小鼠日常活动时尾部上翘带来的机械应力，会促使特定节段的椎间盘呈现胶原化表型。这一表型从小鼠出生后7天形成，并终身维持。在人体中，该表型同样与高应力区域密切相关——胚胎期为非胶原化状态，成年后达到高峰，这提示，胶原化是脊柱在长期进化过程中形成的，用以适应直立行走后的高负荷。
此外，研究还深入解析了胶原化椎间盘的细胞起源和调控机制，并揭示了TRPV4离子通道的关键作用，证实TRPV4介导的机械感知对胶原化进程的调控作用。
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