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为探究椎间盘退变（IVDD）机制，研究人员针对椎间盘内淋巴管开展研究。利用空间转录组等技术，发现健康椎间盘纤维环（AF）存在淋巴管，且退变时其数量减少，血液 vessels 增多。该研究为 IVDD 治疗提供新方向。
椎间盘（IVD）作为连接相邻椎体的重要纤维软骨结构，在维持脊柱稳定性和吸收机械应力方面起着关键作用。然而，椎间盘退变（IVDD）却成为了颈椎间盘突出、腰背痛、腰椎间盘突出等多种脊柱疾病的主要诱因，不仅极大地降低了患者的生活质量，还带来了沉重的经济负担。在中国，IVDD 是仅次于高血压和糖尿病的第三大常见慢性病，其对公共健康的广泛影响可见一斑。
传统观点认为，非退化的成人 IVD 内部结构缺乏血管系统，包括血管和淋巴管，其营养供应主要依赖于毛细血管向软骨终板（CEPs）和纤维环（AF）外层的扩散。这种有限的营养交换严重限制了 IVD 的自我修复和再生能力，使其更容易发生退变。尽管退化椎间盘组织中微血管的形成，尤其是在 AF 中的微血管形成，是 IVDD 的一个标志，但这些微血管在带来暂时营养供应补偿的同时，可能会加剧炎症细胞浸润，加重炎症反应，加速椎间盘退变，而炎症细胞清除失败的原因在 IVDD 背景下仍不明确。此外，虽然退化椎间盘中血管的存在已被广泛报道，但关于淋巴管在 IVD 中的存在和作用的研究相对有限。作为血管系统的组成部分，淋巴管在维持组织液稳态、清除代谢废物和调节免疫反应方面至关重要，在其他组织中，淋巴管生成已被证明可通过促进多余组织液和免疫细胞的清除来支持组织修复，因此，淋巴管可能在维持椎间盘健康和减轻退变方面发挥类似作用。
为解决这些问题，复旦大学华山医院等机构的研究人员开展了关于椎间盘内淋巴管的研究，相关成果发表在《The Innovation》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：利用 10× Genomics Visium 平台对取自平山病患者（其颈椎间盘在磁共振成像（MRI）T2 加权图像上显示高信号强度，表明无椎间盘退变）的术中 AF 标本进行空间转录组分析，以分析 AF 的空间转录组谱和血管基因的表达；运用免疫组织化学（IHC）和免疫荧光染色技术检测淋巴管相关蛋白和结构；建立大鼠尾 IVDD 模型，通过微注射器给予慢病毒（LV）-Prox1 来过表达 Prox1 基因，以在体内验证淋巴管的功能。
构建人类 IVD 的空间转录组图谱
对平山病患者的 AF 标本进行空间转录组分析，H&E 染色和空间特征图谱显示 AF 区域共有 4,991 个斑点，平均深度为 481,583 次读取，每个斑点对应 6 个基因的中位数。t 分布随机邻域嵌入（tSNE）分析显示，AF 中的细胞分为 12 个亚群，且 AF 标本中 AF 标记物 Col1a1、Comp 和 Sparc 呈高表达，与先前研究结果一致。
IVD 中淋巴管的存在
在对照组（平山病患者）的健康 AF 标本中检测到淋巴管标记基因 Prox1、桥粒斑蛋白（DSP）和桥粒珠蛋白（JUP）的表达，IHC 染色证实了 AF 组织中淋巴管内皮透明质酸受体 1（LYVE1）和 Prox1 的表达，其中 Prox1 是参与淋巴管内皮细胞（LECs）发育的特异性转录因子，可诱导血管内皮细胞转化为淋巴管表型，启动 LECs 的早期发育。而在 IVDD 组（颈椎病患者）的退化 IVD 组织中，Prox1 和 LYVE1 的表达显著降低，对年轻（2 个月大）和年老（24 个月大）大鼠尾 IVD 的 IHC 染色也显示出一致结果，年轻大鼠中 Prox1 和 DSP 的表达水平高于年老大鼠。
IVD 中血管的存在
对对照组和 IVDD 组 AF 标本中血管基因的表达分析显示，C-X-C 基序趋化因子配体 1（CXCL1）、CXC 趋化因子受体 4（CXCR4）和血管内皮生长因子 A（VEGFA）在 AF 中高表达，IHC 染色显示血管标记物 CD31 和内皮粘蛋白（EMCN）在 AF 中表达，且在退化 IVD 中 CD31 和 EMCN 的表达水平显著增加，年轻和年老大鼠尾 IVD 的 IHC 染色结果也一致，年老大鼠中 CXCL1 和 VEGFA 的表达水平高于年轻大鼠。
退化人类 IVD 中淋巴管数量减少
免疫荧光染色检查显示，对照组和 IVDD 组 IVD 组织中均有淋巴管标记物的荧光标记，呈现组织中的管状结构，但在 IVDD 组中，Lyve1 和血管内皮生长因子受体 3（VEGFR3）的表达水平降低，表明淋巴管数量减少，验证了健康和退化 IVD 中均存在淋巴管。
淋巴管回收 IVD 中的炎症细胞
IVDD 的特征是 IVD 中血管的长入，炎症细胞可从血管迁移到 IVD，引起炎症反应。通过用绿色荧光标记淋巴管标记物 LYVE1，用红色荧光标记巨噬细胞标记物 CD68，评估 IVD 中炎症细胞和淋巴管的分布，发现健康 IVD 组织中有较多淋巴管和较少炎症细胞，且炎症细胞分布在淋巴管附近，而退化 IVD 组织中淋巴管较少，炎症细胞较多，这些细胞可能未被有效回收，导致 IVD 组织炎症。这表明健康 IVD 有更多淋巴管和更少血管，炎症细胞被有效回收，炎症水平低；而退化 IVD 有更多血管、更少淋巴管和广泛炎症细胞浸润，导致炎症增加。
Prox1 过表达在体内延缓 IVDD 进展
为在体内验证淋巴管的功能，建立大鼠尾 IVDD 模型并给予 LV-Prox1 处理，H&E 和番红 O / 快绿染色显示，退化 IVD 中 AF 排列紊乱，髓核（NP）面积减少甚至消失，而 LV-Prox1 处理保留了部分 NP，在一定程度上恢复了 AF 的排列，降低了 IVD 的组织学评分，表明促进 IVD 中的淋巴管生成可能延缓 IVDD 的进展，IHC 染色显示，在大鼠尾 IVDD 的退化 AF 中 Prox1 表达降低，而 LV-Prox1 处理逆转了这种降低。
研究结论表明，该研究通过空间转录组分析和免疫组织化学等技术，首次证实健康人类 IVD 的 AF 中存在淋巴管，打破了传统认为非退化成人 IVD 缺乏血管系统的观念，并且发现退化 IVD 中淋巴管数量显著减少，而血管数量增加，揭示了淋巴管在调节 IVD 的营养代谢和免疫微环境中起着关键作用，为深入理解 IVDD 的发病机制提供了新视角。同时，体内实验表明，过表达 Prox1 促进淋巴管生成可延缓 IVDD 进展，提示调节淋巴系统可能是治疗 IVDD 的有前途的治疗策略。该研究为 IVDD 的治疗提供了新的靶点和方向，具有重要的临床意义和应用前景。
