ATF1/miR-27b-3p/PPARG信号轴调控椎间盘退变的分子机制及治疗潜力

本研究针对椎间盘退变(IDD)这一临床难题，揭示了ATF1/miR-27b-3p/PPARG/NF-κB信号轴的关键作用。研究人员通过孟德尔随机化分析发现miR-27b-3p在IDD患者血液和髓核组织中显著高表达，实验证实其通过靶向抑制PPARG激活NF-κB通路，促进细胞外基质降解。研究首次阐明ATF1转录调控miR-27b-3p的分子机制，为IDD的早期诊断和靶向治疗提供了新策略。

　　

椎间盘退变(IDD)是导致慢性腰痛和神经功能障碍的主要原因，全球约40%的成年人受其困扰。随着人口老龄化加剧，IDD造成的医疗负担日益沉重。目前临床治疗以缓解症状为主，缺乏有效阻止疾病进展的手段。椎间盘髓核组织(NP)中细胞外基质(ECM)的降解是IDD的核心特征，表现为胶原II(Collagen II)和蛋白聚糖(Aggrecan)的减少，以及基质金属蛋白酶(MMP13)和去整合素金属蛋白酶(ADAMTS-5)的异常升高。尽管已知微小RNA(miRNA)在多种退行性疾病中发挥调控作用，但循环miRNA尚未成为IDD的标准生物标志物，其致病机制也亟待阐明。

河北沧州中西医结合医院等单位的研究团队通过整合孟德尔随机化分析和多组学技术，系统研究了miR-27b-3p在IDD中的调控机制。研究发现miR-27b-3p通过PPARG/NF-κB信号轴加速椎间盘退变，并首次揭示转录因子ATF1对miR-27b-3p的转录激活作用。该成果发表于《Communications Biology》，为IDD的早期诊断和靶向干预提供了理论依据。

研究采用孟德尔随机化分析筛选IDD相关miRNA，通过qRT-PCR验证临床样本表达差异。构建针刺诱导的大鼠IDD模型，采用antagomir进行体内干预。运用双荧光素酶报告基因检测验证miRNA与靶基因互作，染色质免疫沉淀(ChIP)分析转录因子结合位点。体外实验采用人髓核细胞系，通过CCK-8、免疫荧光和Western blot等技术评估细胞表型。

MiRNAs associated with IDD risk
孟德尔随机化分析发现hsa-miR-27b-3p等7个miRNA与IDD风险显著相关，其中miR-27b-3p每增加1个标准差(SD)可使IDD风险升高8%。临床样本验证显示miR-27b-3p在IDD患者血液和NP组织中的表达量与Pfirrmann分级呈正相关(r=0.870)。

The effect of miR-27b-3p on the degenerative phenotype
功能实验证实miR-27b-3p抑制剂可促进NP细胞增殖和ECM合成，上调Collagen II和Aggrecan表达；而miR-27b-3p模拟物则增加MMP13和ADAMTS-5水平。动物实验显示椎间盘内注射antagomir-27b-3p能显著改善IDD病理改变。

Identification and verification of PPARG as a target
生物信息学预测和实验验证确定PPARG是miR-27b-3p的直接靶标。荧光原位杂交(FISH)显示两者在NP细胞质共定位，双荧光素酶报告系统证实miR-27b-3p通过结合PPARG 3'UTR抑制其表达。

PPARG suppresses IDD-like phenotype
PPARG过表达可逆转TNF-α诱导的NF-κB通路激活，抑制p65磷酸化，恢复ECM稳态。CCK-8检测显示PPARG促进NP细胞增殖，其保护作用可能通过抑制ROS积累实现。

ATF1 is a transcription factor for miR-27b-3p
差异基因分析和ChIP-qPCR证实ATF1直接结合miR-27b-3p启动子区(-1000至-1999bp)，突变TGAGTCA位点可显著降低转录活性。ATF1/miR-27b-3p/PPARG轴协同调控NP细胞退变表型。

该研究首次系统阐明了ATF1/miR-27b-3p/PPARG/NF-κB信号轴在IDD中的级联调控机制。临床意义在于：①miR-27b-3p可作为IDD诊断的生物标志物；②ATF1抑制剂或miR-27b-3p拮抗剂具有治疗潜力；③PPARG激动剂可能通过抑制NF-κB通路延缓IDD进展。研究创新性地将孟德尔随机化分析与分子生物学实验相结合，为退行性疾病的机制研究提供了范式。不足之处在于未深入探讨PPARG调控ROS/NF-κB通路的细节，这将是未来研究的重要方向。