Análisis transcriptómico integral y validación experimental de células notocordales y células del núcleo pulposo: descubrimiento de nuevos objetivos terapéuticos para la degeneración del disco intervertebral

Las estrategias terapéuticas actuales para el dolor lumbar relacionado con la degeneración del disco intervertebral (IDD) se limitan al alivio sintomático. Las células notocordales (NC), como células progenitoras del núcleo pulposo (NP), nos llevan a desarrollar nuevas terapias innovadoras basadas en NC para los DDY. Un total de 40 muestras de NP, obtenidas según criterios IDD con grados de Pfirrmann definidos y puntuación de degeneración histológica, se clasificaron como normales (Grado II) o degeneradas (Grado IV). Se estableció un modelo IDD en ratas SD mediante punción con aguja del anillo fibroso. El tejido NP degenerado se identificó mediante resonancia magnética, H&E, safranina O y tinción de Masson. Las células NC y NP (NPC) se aislaron e identificaron basándose en marcadores celulares específicos. Además, se realizó mRNA-seq para perfilar la expresión génica en estas células. Se emplearon la anotación GO y el análisis de la ruta KEGG para realizar un análisis de enriquecimiento funcional de los genes expresados ​​diferencialmente (DEG). La viabilidad celular se evaluó mediante el ensayo CCK-8. Se estableció un modelo de degeneración celular in vitro mediante el tratamiento de NPC con TBHP. El análisis de la expresión del marcador específico se realizó mediante transferencia Western, inmunohistoquímica e inmunofluorescencia. Descubrimos que el número de NC en los tejidos NP degenerados se redujo significativamente en comparación con los de los tejidos NP normales, pero aún se podía detectar una pequeña cantidad de marcadores de células notocordales. El análisis de los datos de secuenciación identificó 2391 DEG regulados positivamente y 3813 regulados negativamente. El análisis de enriquecimiento de GO indicó que estos DEG estaban significativamente asociados con señales regulatorias que incluyen la senescencia celular y el estrés oxidativo. El análisis de la vía KEGG reveló además que los DEG se enriquecieron principalmente en las vías de señalización de TNF y HIF-1. La evaluación posterior identificó los 10 genes clave principales potencialmente relacionados con los IDD: Césped2, cxcl12, Spp1, Fn1, Gato, Il6, Ccl2, Igf1, fgf2y Acta2. En conjunto, nuestros hallazgos establecen un vínculo claro entre SOD2/CAT y la patogénesis de los IDD. SOD2 y CAT pueden servir como nuevos objetivos terapéuticos potenciales y prometedores para los IDD al inhibir el estrés oxidativo y la senescencia celular en los NPC.