综述：椎间盘退行性病变中髓核细胞代谢相关翻译后修饰的机制与转化研究框架

《Biology Direct》：Metabolism-related post-translational modifications in nucleus pulposus cells during intervertebral disc degeneration

　　

摘要

椎间盘退行性病变（IVDD）是一种进展性、多因素引起的疾病，髓核（NP）细胞在慢性缺氧、营养受限、酸应激和机械负荷的环境中生存。该微环境中的代谢物不仅是能量产生的底物，还是信号分子以及共价蛋白修饰的供体或调节因子。代谢相关的翻译后修饰（mrPTMs），包括乳酸化、O-GlcNAc化和琥珀酰化，在代谢状态与蛋白质活性、稳定性、定位和周转之间提供了分子界面。近期关于IVDD的研究将这些修饰与铁死亡、氧化应激、线粒体功能障碍、内质网和自噬质量控制、细胞衰老以及细胞外基质破坏联系起来，而巴豆酰化、戊二酰化、β-羟基丁酰化和衣康酸相关修饰仍是新兴研究领域。然而，供体丰度、修饰酶活性、全局修饰信号、位点占据率和蛋白质丰度往往被分别评估，NP细胞中翻译后修饰之间的直接串扰尚未得到充分阐明。本文利用一个将代谢和机械微环境与代谢输入、修饰酶、底物位点、细胞过程、NP细胞功能障碍及IVDD联系起来的框架，综合了现有证据。我们区分了位点解析证据与候选机制，将现有干预措施与底物选择性和局部递送策略相结合，并概述了通量解析、位点解析和可临床转化的研究优先事项。