Maresin1可减轻炎症，并促进椎间盘退变后的细胞外基质再生

《Cellular Signalling》：Maresin1 alleviates inflammation and improves extracellular matrix regeneration after intervertebral disc degeneration

　　

摘要

椎间盘退变是一种以髓核中过度炎症和细胞外基质降解为特征的疾病，目前可供选择的治疗方案十分有限。诸如马雷斯素1（MaR1）这类特化促消退介质已被证实是调控炎症消退与组织修复的关键因子。本研究显示，在退变的人类髓核组织中，MaR1及其受体LGR6的表达显著降低，这表明机体自身的消退能力出现缺陷。外源性给予MaR1可有效减轻IL-1β诱导的人类髓核细胞炎症反应及细胞外基质降解，同时还能延缓大鼠模型中的椎间盘退变进程。从机制上来看，MaR1既能抑制分解性的AP-1/MMP通路，又能激活促进合成的OSR1/GDF7轴，从而重新平衡细胞外基质的稳态。值得注意的是，在Lgr6基因敲除小鼠中，MaR1的治疗效果完全消失，这说明LGR6是MaR1在体内发挥保护作用所必需的介质。我们的研究结果表明，MaR1-LGR6轴是调控椎间盘稳态的重要因素，而补充MaR1有望成为治疗椎间盘退变的一种新方法。

引言

椎间盘退变是老年人群中常见的退行性疾病，它会严重引发腰痛，并给医疗系统带来沉重的经济负担[1]、[2]。作为无血管器官，椎间盘由内部的髓核、外部的纤维环以及上下端的软骨终板组成。其中，胶状的髓核组织在帮助椎间盘承受各种机械应力方面起着关键作用[3]。严重的损伤或过大的机械负荷会改变髓核组织的性质，引发炎症反应和细胞外基质降解，进而导致椎间盘功能异常，加重椎间盘退变和腰痛的病理进程[4]、[5]、[6]、[7]、[8]。尽管关于椎间盘退变的发病机制及炎症发展阶段已有大量研究，但目前的治疗方法仍然较为有限，主要局限于保守治疗（如物理锻炼和药物治疗）以及手术干预[9]、[10]、[11]。因此，亟需新的治疗策略来应对椎间盘退变问题。

近年来，一类源自ω-3脂肪酸[例如二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA]的生物活性脂质介质被发现，这类介质被称为特化促消退介质，它们具有清除炎症浸润物、恢复组织结构完整性以及促进功能恢复正常的作用[12]、[13]、[14]。促消退介质包括溶素、保护素以及马雷斯素，它们是由巨噬细胞、白细胞、血小板、上皮细胞和内皮细胞等多种细胞类型产生的内源性化学介质[15]、[16]、[17]、[18]。这些介质的功能包括增强对病原体的非炎症性吞噬作用，加快凋亡的炎症细胞的清除速度，同时减少促炎细胞因子和趋化因子的生成。研究表明，促消退介质能够限制急性炎症的发展，并在感染或损伤后促进炎症消退，且具有较高的安全性和较低的免疫原性[19]、[20]。近些年来，越来越多的证据表明，慢性免疫疾病往往存在消退功能缺陷，而促消退介质被视为治疗慢性炎症及免疫系统疾病的有效手段，这类疾病包括神经炎症[21]、慢性疼痛[22]、慢性肾病[23]，以及心血管和代谢相关疾病[24]、[25]。虽然促消退介质在炎症消退和组织再生中的作用已得到充分证实，但它们对与炎症相关的椎间盘退变的影响尚未明确。

马雷斯素1是一种由巨噬细胞产生的、参与炎症消退的介质，最初是在人类巨噬细胞中被发现的[26]。这种脂质介质以其强大的抗炎作用、组织再生能力和镇痛效果而备受关注[27]。最初研究发现，马雷斯素1的促消退机制在于它能增强对浸润免疫细胞的吞噬和清除作用[26]、[27]。后来，通过全合成方法确定了它的完整立体结构，进一步证明了其促进组织再生和控制炎症性疼痛的能力[27]。马雷斯素1还具有神经保护作用，能够在神经损伤后促进神经再生和功能恢复[28]。此外，它还能降低血液中的炎症细胞因子水平，从而加速骨折愈合并减轻术后疼痛[27]、[29]、[30]。我们之前的研究还发现，活动性类风湿关节炎患者的马雷斯素1水平较低，而病情不活跃的类风湿关节炎患者则该物质水平较高。给予马雷斯素1有助于调节Treg/Th17细胞的比例失衡，进而缓解类风湿关节炎的进展[31]。鉴于马雷斯素1在消退炎症、促进组织再生、缓解疼痛方面的作用，再加上其优异的生物相容性，我们推测它在椎间盘退变发生后，能够同时发挥抗炎作用并促进髓核组织中的细胞外基质再生。

在本研究中，我们发现椎间盘退变患者的髓核组织中，马雷斯素1及其特异性受体——富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体6的表达明显下降。通过调节AP-1通路的激活程度和GDF7基因的表达，马雷斯素1治疗能够减轻人类髓核细胞中的炎症反应和细胞外基质降解。进一步的筛选和验证实验也证实，马雷斯素1是通过激活其受体LGR6来发挥缓解椎间盘退变作用的。因此，马雷斯素1具有预防椎间盘退变进展的治疗潜力。

章节节选

人类髓核组织

本研究的人类髓核组织取自接受脊柱手术的患者，这些患者包括患有特发性脊柱侧凸或需要进行腰椎间融合术的腰椎间盘突出症患者。纳入研究的对象为35至75岁的成年人。排除标准包括临床表现为严重的脊柱病变（如马尾综合征、感染、骨折或癌症），此类情况需由临床医生评估，或是有过脊柱手术史的患者。椎间盘退变的严重程度

人类退变髓核组织样本中的马雷斯素1水平降低

为了分析马雷斯素1与椎间盘退变进展之间的关系，我们从对照组和椎间盘退变组患者身上采集了髓核组织样本。根据磁共振成像的结果，按照Pfirrmann分级标准对椎间盘退变的程度进行划分。得分在II级到III级的患者被作为对照组，而得分在IV级到V级的患者则被归为椎间盘退变组。这两组的代表性磁共振图像以及苏木精-伊红染色结果如下

讨论

椎间盘内促炎因子水平的升高是椎间盘退变过程中细胞外基质降解和髓核细胞凋亡的重要原因，这也使得患者出现腰痛和残疾的风险显著上升[42]、[43]。目前的治疗方法主要以药物和手术为主，但这些方法存在药物不良反应和手术并发症等问题，进而影响治疗效果[44]、[45]。因此，迫切需要能够消退炎症、增强椎间盘细胞功能的体内介质

结论

综上所述，本研究表明马雷斯素1及其受体LGR6存在于人类髓核组织中，且在椎间盘退变过程中其表达水平会下降。从机制层面来看，马雷斯素1可通过LGR6对髓核细胞发挥双重稳态调控作用：它一方面抑制促炎的AP-1/MMP通路，从而阻止细胞外基质降解；另一方面又激活促进修复的OSR1/GDF7轴，进而推动细胞外基质的合成并维持细胞存活。这种“抗分解”与“促合成”相结合的作用机制，使得马雷斯素1能够

作者贡献声明

王辉：论文撰写——审阅与编辑、论文撰写——初稿撰写、概念构思。李向宇：方法设计、数据正式分析、数据整理。严涛：研究指导、软件使用、资源提供。何攀伟：软件使用、资源提供。姚俊祥：方法设计、实验研究、数据整理。王金辉：方法设计、实验研究。苏乐乐：方法设计、实验研究。吴爱民：研究指导、软件使用、资源提供。金生伟：论文撰写——审阅与编辑、论文撰写——初稿撰写、资金筹集。王建国：

伦理审批

本研究已获得温州医科大学第一附属医院伦理委员会的批准（批准号KY2026-R098）。所有动物实验也都经过了温州医科大学动物实验伦理委员会的许可。

利益冲突声明

所有作者均不存在需要披露的相关财务或非财务利益关系。

致谢

本研究得到了以下机构的支持：中国国家自然科学基金（项目编号82272451、82270098）、温州重点研发计划（项目编号ZY2023028）、中国国家重点研发计划（项目编号2022YFC2504404）、中国国家自然科学基金联合基金项目（项目编号U22A20273）、浙江省“建冰领雁+X”研发计划（项目编号2024C03188）。

Hui Wang|Xiangyu Li|Tao Yan|Panwei He|Junxiang Yao|Jinhui Wang|Lele Su|Aimin Wu|Shengwei Jin|Jianguang Wang|Chen lv

中国浙江省温州市温州医科大学第二附属医院及玉婴儿童医院麻醉与重症监护科