VMP1通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬通路减轻髓核细胞铁死亡和线粒体功能障碍：椎间盘退变治疗新靶点

本研究针对椎间盘退变(IVDD)中髓核细胞(NPCs)铁死亡和线粒体功能障碍的机制展开探索，发现VMP1通过激活PINK1/Parkin依赖的线粒体自噬通路，显著抑制TBHP诱导的铁死亡、改善线粒体功能并延缓细胞外基质(ECM)降解。该研究为IVDD治疗提供了新的分子靶点，发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。

　　

椎间盘退变(IVDD)是导致慢性腰痛的主要病因，全球约84%人群受其困扰。随着人口老龄化加剧，IVDD引发的功能障碍给社会带来沉重负担。髓核组织作为椎间盘的核心结构，其细胞外基质(ECM)的合成与降解平衡对维持椎间盘功能至关重要。然而，由于髓核组织无血管供应的特殊微环境，髓核细胞(NPCs)极易受到氧化应激损伤，导致铁死亡(Ferroptosis)等程序性细胞死亡(PCD)的发生。铁死亡以铁依赖性脂质过氧化为特征，与线粒体功能障碍密切相关，但其在IVDD中的具体调控机制尚不明确。

东南大学医学院附属中大医院脊柱外科的研究团队在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表重要成果。研究人员通过建立大鼠IVDD模型和TBHP诱导的髓核细胞铁死亡模型，首次揭示VMP1（液泡膜蛋白1）通过调控PINK1/Parkin介导的线粒体自噬通路，在IVDD进程中发挥关键保护作用。研究发现：1）VMP1在退变髓核组织中显著下调；2）VMP1缺失加剧NPCs铁死亡和ECM降解；3）VMP1通过激活PINK1/Parkin通路促进受损线粒体清除；4）线粒体自噬抑制剂CsA可逆转VMP1的保护效应。该研究为IVDD的靶向治疗提供了新思路。

关键技术方法包括：1）建立大鼠尾椎穿刺IVDD模型；2）原代大鼠髓核细胞分离培养及TBHP诱导的铁死亡模型；3）shRNA介导的VMP1基因沉默和慢病毒载体介导的过表达；4）JC-1探针检测线粒体膜电位；5）Mito-SOX检测线粒体活性氧；6）Liperfluo染色评估脂质过氧化水平；7）Western blot分析PINK1/Parkin通路关键蛋白表达。

VMP1表达降低与IVDD中铁死亡发生相关
通过H&E和番红O染色证实大鼠IVDD模型成功建立。免疫组化和qPCR显示退变髓核组织中VMP1表达显著降低（图1A-B），Western blot进一步验证该现象（图1C-D）。TBHP处理的NPCs中，铁死亡标志物GPX4、FTH1下调，LPCAT3、ACSL4上调（图1H-P），证实铁死亡参与IVDD进程。

VMP1缺失加剧NPCs凋亡和ECM降解
shRNA沉默VMP1后，凋亡相关蛋白Bax、cleaved caspase-3/7表达升高（图2A-E），TUNEL染色显示凋亡率增加（图2F）。ECM合成标志物Aggrecan、II型胶原减少，降解酶MMP-3/13增多（图2J-N），SA-β-gal染色证实细胞衰老加剧（图2O）。

VMP1调控铁死亡和线粒体功能
VMP1敲除组铁离子和MDA水平升高，GSH降低（图3B-D），GPX4表达下降而ACSL4增加（图3E-K）。Liperfluo和ROS染色显示脂质过氧化加剧（图3L-M）。JC-1检测发现线粒体膜电位降低（图4H-I），Mito-SOX显示线粒体ROS累积（图4J-K），ATP产量减少（图4L）。

VMP1通过PINK1/Parkin通路激活线粒体自噬
VMP1过表达显著提升PINK1、Parkin和LC3II/I水平（图5A-E），促进受损线粒体清除。CsA处理可逆转该效应，证实VMP1通过线粒体自噬途径发挥作用（图6A-M）。

该研究首次阐明VMP1-PINK1/Parkin-线粒体自噬轴在IVDD中的保护机制：VMP1通过促进受损线粒体清除，维持铁代谢稳态，从而抑制脂质过氧化和ECM降解。这一发现不仅深化了对IVDD发病机制的理解，更为开发靶向VMP1的干预策略提供了理论依据。未来研究可进一步探索VMP1激动剂在椎间盘退变治疗中的应用潜力。