神奇轴线助力抑制椎间盘退变，解锁髓核细胞焦亡新路径！

椎间盘退变（IVDD），即椎间盘的生理性老化过程，涉及椎间盘内部髓核组分的改变以及外部纤维环结构的完整性。随着年龄增长，或不良生活习惯如长期低头、久坐等因素，颈椎或腰椎可能经历退行性改变。这种退行性变是颈椎病和椎间盘突出等疾病的重要诱因，对个体健康产生显著影响。尽管现代医学已能通过药物及物理疗法为患者带来一定程度的腰痛缓解，但这些措施并未触及疾病的根本发病机理。

独活寄生汤（DHJSD），源自《备急千金要方》卷八，为经典的祛湿方剂。其主要功效在于祛除体内湿气，缓解痹痛之苦，同时滋养肝肾，补益气血，对于痹证日久、肝肾两虚、气血不足之证有着显著的治疗效果。

现代药理学研究证实，DHJSD具有显著的抗炎作用，能够有效调节人体免疫机能，促进血管舒张，并具备抗血小板聚集的特性。而炎症小体，特别是NLRP3的活化，已被证实与多种病理过程密切相关，其中就包括IVDD的发生与发展。

此外，DHJSD被证实对NLRP3炎性小体具有抗炎和调节作用。然而，关于DHJSD是否能够通过调控NLRP3炎性小体进而治疗IVDD的分子机制，目前尚缺乏深入的研究与明确的结论。因此，需要进一步探讨DHJSD在IVDD治疗中的潜在作用机制，以期为其临床应用提供更为坚实的理论基础。

近日，一篇名为“Mechanisms of inhibition of nucleus pulposus cells pyroptosis through SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3 axis in the treatment of intervertebral disc degeneration by Duhuo Jisheng Decoction”的文章揭示了DHJSD对IVDD治疗的内在价值。

图1 论文首页

DHJSD治疗IVDD的分子机制

研究通过TCMSP数据库的筛选，成功识别出DHJSD的197个核心活性成分，包括β谷甾醇、谷甾醇、槲皮素、山芒烷碱以及芝麻素等。同时，研究确定了224个关键的作用靶点，并进一步分析了药物作用靶点与176个交叉基因的交集，从而确定了35个潜在的治疗靶点（图2a）。

基于这35个靶点的反应组富集分析，研究揭示了DHJSD在治疗IVDD过程中涉及的复杂生物学机制。结果表明，DHJSD与223条信号通路存在显著关联，这些通路主要涉及细胞凋亡、焦亡、程序性细胞死亡、细胞衰老以及NF-κB等生物学过程（图2b）。此外，网络调控图谱分析显示，存在10个关键的焦亡枢纽基因在DHJSD的治疗过程中发挥了重要作用。

综上所述，DHJSD可能通过调控细胞焦亡途径及相关蛋白，实现对IVDD的有效治疗（图2c）。这一发现为深入理解DHJSD的药理机制以及其在IVDD治疗中的应用提供了重要线索。

图2 分子机制图

DHJSD改善体内IVDD的研究进展

首先，为了探究在IVDD进展过程中是否存在焦亡现象，研究成功地构建了一个大鼠IVDD模型，并综合运用了免疫印迹技术和实时定量荧光测量手段进行深入研究。通过免疫印迹分析，观察到模型组中NLRP3、GSDMD、caspase1、IL-18和IL-1β的表达水平均显著高于对照组（图3a-f）。进一步地，实时荧光定量结果亦证实了这一点，模型组的表达量相较于对照组呈现出明显的上升趋势（图3g）。这些发现为后续深入解析IVDD进展中焦亡现象的机制提供了重要的实验依据。

图3 在IVDD期间的焦亡现象

术后四周IVDD大鼠的DHJSD与MRI图像显示，其盘信号强度显著高于模型组，而对于接受DHJSD治疗的大鼠，其IVD信号强度明显高于未接受DHJSD治疗的大鼠（图4a-e）。此外，术后四周的DR图像亦揭示，模型组大鼠的椎体高度显著低于对照组，然而，在DHJSD组与模型组之间比较时，可见DHJSD组大鼠的椎体高度逐渐趋向恢复（图4c、d）。

图4 DHJSD能有效缓解IVDD

在组织学层面，苏木精和HE染色观察表明，相较于模型组，DHJSD处理的大鼠其神经胶质NP组织数量显著增多。综上所述，这些结果均表明DHJSD具有缓解IVDD进展的潜力，此观点亦得到实时荧光定量结果的进一步验证（图5）。

图5 DHJSD能有效缓解其对焦亡的抑制作用

SDF1/CXCR4轴的激活促进NPCs焦亡

为了进一步深入探究NPCs焦亡的详细作用机理，研究构建了体外模型，该模型通过过表达和敲除SDF1基因来模拟不同的生物学条件。在此基础上，采用免疫印迹法进行检测，以获取准确的实验结果。

实验分析表明，当SDF1基因过表达时，与模型组相比，NLRP3、GSDMD、caspase1、IL-18、IL-1β、SDF1和CXCR4的表达水平均呈现出显著的上升趋势；敲除SDF1基因后，与模型组相比，焦亡相关蛋白的表达则呈现出明显的下降趋势。

因此，SDF1/CXCR4轴的激活在髓核细胞的灼热过程中发挥着重要的促进作用。这一发现为进一步理解NPCs焦亡的生物学机制提供了新的视角和线索（图6a-g）。

图6 SDF1/CXCR4轴的激活加剧了髓核细胞灼热

DHJSD通过SDF1/CXCR4轴抑制NPCs的焦亡来减轻IVDD

研究采用含DHJSD的血清对过表达模型进行干预，并通过免疫印迹技术及实时荧光定量方法进行检测。结果表明，在DHJSD干预后，相较于过表达组，SDF-1、CXCR4以及涉及细胞焦亡过程的关键蛋白NLRP3、GSDMD、caspase1、IL-18、IL-1β的表达量均呈现显著下降趋势。与此同时，与模型组相较，免疫印迹实验所得数据亦支持了这一观察结果。由此可见，DHJSD通过SDF1/CXCR4轴有效抑制了髓核细胞的焦亡现象（图7）。

图7 DHJSD通过SDF1/CXCR4轴抑制髓核细胞烧焦来减轻IVDD

结论

研究发现，DHJSD通过SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3轴抑制椎间盘促炎因子及NPCs焦亡。虽已证实DHJSD的抑制作用，但具体草药成分的作用尚待研究。未来研究者将用质谱法鉴定草药活性成分，明确其在研究中的关键作用。

参考文献：

Guo D, Cheng K, Song C, Liu F, Cai W, Chen J, Mei Y, Zhou D, Gao S, Wang G, Liu Z. Mechanisms of inhibition of nucleus pulposus cells pyroptosis through SDF1/CXCR4-NFkB-NLRP3 axis in the treatment of intervertebral disc degeneration by Duhuo Jisheng Decoction. Int Immunopharmacol. 2023 Nov;124(Pt A):110844. doi: 10.1016/j.intimp.2023.110844