2023年3月25日，我院许韧教授课题组与中山大学附属第一医院的苏培强教授团队合作在国际权威杂志Advanced Science上发表题为“Spatiotemporal characterization of human early intervertebral disc formation at single-cell resolution”的研究论文，首次建立了人类和小鼠早期椎间盘形成的时空转录图谱，为从发育角度探索IVD退变的再生治疗策略提供了全新研究视角。

中轴骨骼系统在日常生活运动中保护着我们的身体，由椎体、椎间盘（Intervertebral disc, IVD）以及附着的肌腱/韧带和肌肉组织组成。IVD为相邻椎体之间的连接，主要负责维持中轴骨的机械稳定性，由位于中央起源于脊索（Notochord，NC）的髓核（Nucleus pulposus，NP）、环绕的纤维环 （Annulus fibrosus，AF）及两端与椎体相邻的终板（Endplate，EP）组成。早期IVD形成的标志性改变是脊索向髓核的转变，而脊索细胞的减少与IVD退变的发生密切相关。近期虽然有多个单细胞转录组测序研究分别描绘了人类和小鼠成体IVD的细胞异质性和分子特征。然而，目前尚缺乏胚胎早期椎间盘形成的时空转录调控图谱，尤其是脊索向髓核转变过程中的细胞异质性与调控分子网络仍未阐明。

本研究通过收集人类（孕7-11周）和小鼠（受精后11.5-15.5天）早期IVD形成时期的脊柱标本进行单细胞转录组测序和空间转录组测序，首次描绘了人类和小鼠早期椎间盘形成的时空转录调控图谱。描述NC/NP、椎体软骨、纤维环及类生骨（Sclerotome）的细胞异质性与分子表达特征，并在小鼠谱系示踪SOX10+、CTSK+等新IVD细胞亚型。该文章还阐明了早期IVD形成过程中各细胞亚型间的分子调控网络，发现了椎间盘微环境的候选调控因子。

该单细胞图谱分别鉴定出7种人类NC/NP亚群（TBXT+、SOX10+、CTSK+、KRT15+、PDGFRA+、NPY+和APOA1+）和7种小鼠NC/NP亚群（T+、Sox10+、Ctsk+、Krt15+、Rprm+、Tcf21+和Adipoq+），描述了这些亚群在早期IVD形成过程中的分布特征，揭示了人类和小鼠脊索/髓核细胞亚群组成的保守性与多样性；进一步证实基质合成调控亚群TBXT+和CTSK+协同作用稳定IVD的生物力学特征和IVD中两种截然不同组织源性的纤维环细胞，以及一种新的椎间盘微环境调控因子—SPP1，并探究SPP1在早期椎间盘形成过程中促进软骨分化、抑制软骨肥大和抑制血管侵入的潜在作用。

该项研究工作得到了国家自然科学基金-重大研究计划、面上项目以及纽约国际手机登录青年教师提升计划基金的资助。中山大学附属第一医院博士后周太峰，我院口腔系陈宇、中山大学附属第一医院博士后廖智恒为该文章共同第一作者。中山大学附属第一医院骨科苏培强教授、我院许韧教授为该文章的共同通讯作者。

许韧教授长期从事骨形成机制及其关联疾病的研究工作，现为福建省器官与组织再生重点实验室主任，厦门大学附属第一医院-国际华人骨研学会（ICMRS）骨骼干细胞联合研究中心主任；以第一（含并列）/通讯作者身份，发表论文于《Nature》《Nature Medicine》《Nature Communications》和《Bone Research》等权威期刊；担任了Bone, JOT等专业杂志的编委以及数40种SCI期刊的特约审稿人。作为负责人，创立了厦门大学生物硬组织分析平台，主持国家高层次青年人才（QQ）、国自然重大研究计划、国自然面上、国家重点研发计划课题等国家级基金项目。许韧课题组现因工作需要，热忱欢迎优秀博士后加盟，同时也欢迎广大学子报考纽约国际手机登录研究生。

联系方式：xuren526@xmu.edu.cn

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202206296

（图文/许韧课题组 审核/李炜）