长链非编码 RNA HCG18 通过调控 hsa-miR-146a-5p/TGF-β1/SMADs 通路影响脊柱结核进程的研究

为探究脊柱结核（ST）椎间盘破坏机制，研究人员聚焦 TGF-β1/SMADs 通路，发现 ST 患者髓核组织中 LncRNA HCG18 显著上调，其通过吸附 hsa-miR-146a-5p 激活 TGF-β1/SMADs 通路，促进病情进展。该研究为 ST 防治提供新方向。

　　脊柱结核作为最常见的肺外结核，常导致椎体与椎间盘破坏、脓肿形成，严重时引发瘫痪甚至死亡。其核心特征 —— 椎间盘破坏的机制却一直未被完全阐明。已有研究表明，转化生长因子 -β₁（TGF-β₁）/SMADs 信号通路在脊柱结核所致椎间盘破坏中起重要调控作用，但该通路异常激活的上游机制仍不明确。长链非编码 RNA（LncRNA）作为微小 RNA（miRNA）的内源性 “海绵”，在多种疾病中通过竞争结合 miRNA 调控靶基因。人白细胞抗原复合体组 18（HCG18）作为免疫相关 LncRNA，此前被发现与椎间盘退变相关，但其在脊柱结核中的作用尚未可知。在此背景下，山东第二医科大学第一附属医院（潍坊人民医院）等机构的研究人员开展了相关研究，旨在揭示 HCG18 在脊柱结核中的作用及机制，研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。

研究人员首先收集了 30 例脊柱结核患者（试验组）和 30 例脊柱外伤患者（对照组）的髓核组织样本，通过临床样本检测和细胞实验，结合体内外模型，探究 HCG18 的表达及其对髓核细胞（NPCs）功能的影响，以及其与 hsa-miR-146a-5p、TGF-β₁/SMADs 通路的相互作用机制。主要关键技术方法包括：利用 qRT-PCR 检测 RNA 表达水平，Western blot 检测蛋白表达，荧光原位杂交（FISH）确定 HCG18 亚细胞定位，荧光素酶报告基因实验验证 HCG18 与 hsa-miR-146a-5p、SMAD4 的靶向结合关系，细胞转染技术进行功能获得 / 缺失实验，CCK-8 和伤口愈合实验检测细胞增殖与迁移能力，流式细胞术检测细胞凋亡，以及构建大鼠脊柱结核模型进行体内验证。

研究结果

HCG18 在脊柱结核中高表达并抑制髓核细胞功能

qRT-PCR 显示，ST 患者髓核组织中 HCG18 表达显著高于对照组，且其表达与 ST 病情呈正相关。核质分离和 FISH 实验表明，HCG18 主要分布于细胞质。功能实验显示，过表达 HCG18 显著抑制 NPCs 的增殖、迁移能力，促进细胞凋亡；敲低 HCG18 则效果相反，证实 HCG18 是调控髓核细胞功能的关键因子。

HCG18 通过吸附 hsa-miR-146a-5p 发挥作用

生物信息学预测结合荧光素酶报告基因实验证实，HCG18 与 hsa-miR-146a-5p 存在直接结合位点。ST 患者中 hsa-miR-146a-5p 表达显著降低，且与 HCG18 呈负相关。过表达 HCG18 进一步下调 hsa-miR-146a-5p，敲低 HCG18 则上调该 miRNA，表明 HCG18 通过海绵机制抑制 hsa-miR-146a-5p。

hsa-miR-146a-5p 靶向调控 SMAD4 并影响 TGF-β₁/SMADs 通路

荧光素酶报告基因实验显示，hsa-miR-146a-5p 可直接结合 SMAD4 的 3'-UTR 区域。ST 患者中 SMAD4 表达显著升高，与 hsa-miR-146a-5p 呈负相关，与 HCG18 呈正相关。机制研究表明，HCG18 通过抑制 hsa-miR-146a-5p，解除其对 SMAD4 的抑制，进而激活 TGF-β₁/SMADs 通路（磷酸化 SMAD2/3、SMAD4 和 TGF-β₁表达升高，SMAD7 表达降低）。过表达 hsa-miR-146a-5p 可逆转 HCG18 对该通路的激活及对髓核细胞功能的影响。

体内实验验证敲低 HCG18 可缓解椎间盘破坏

大鼠脊柱结核模型显示，注射 si-HCG18 后，髓核组织中 HCG18 和 SMAD4 表达降低，hsa-miR-146a-5p 表达升高，TGF-β₁/SMADs 通路活性受到抑制，且 HE 和番红 O 染色显示椎间盘破坏程度显著减轻，证实了体内条件下 HCG18 通过调控 hsa-miR-146a-5p/TGF-β₁/SMADs 通路促进脊柱结核进展。

研究结论与讨论

本研究首次揭示了 HCG18 在脊柱结核中的关键作用：其作为 hsa-miR-146a-5p 的分子海绵，通过解除 hsa-miR-146a-5p 对 SMAD4 的抑制，激活 TGF-β₁/SMADs 通路，最终导致髓核细胞功能异常及椎间盘破坏。体内外实验均证实，靶向 HCG18 可通过调节该通路缓解脊柱结核进程。这一发现不仅阐明了脊柱结核椎间盘破坏的新机制，为其发病机制提供了新视角，还为临床防治提供了潜在靶点（如 HCG18 反义核酸或 hsa-miR-146a-5p 模拟物），有望为脊柱结核的精准治疗开辟新方向。尽管研究仍存在靶向效率等局限，但已为该领域后续研究奠定了重要基础。