《Cells》：Correction: Kim et al. The Suppression of Ubiquitin C-Terminal Hydrolase L1 Promotes the Transdifferentiation of Auditory Supporting Cells into Hair Cells by Regulating the mTOR Pathway. Cells 2024, 13, 737
Yeon Ju Kim,
In Hye Jeong,
Jung Ho Ha,
Young Sun Kim,
Siung Sung,
Jeong Hun Jang and
Yun-Hoon Choung
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本研究旨在探讨小鼠年龄如何影响ADAM8酶失活突变体（Adam8EQ）在椎间盘损伤后的分子与组织学反应。通过比较3、10、18月龄野生型与Adam8EQ小鼠的损伤椎间盘，发现年轻小鼠（3月龄）在炎症基因（Cxcl1、Il6、Adam8）表达上呈现显著基因型差异，而此差异随年龄增长而减弱。研究提示，在比较基因修饰模型时，年轻小鼠更适合用于捕捉损伤应答的早期分子变化，为椎间盘退行性变的机制研究与治疗靶点筛选提供了重要年龄选择依据。
椎间盘退行性变是引发慢性背痛的主要原因，尤其在老龄化人群中负担沉重。目前，针对椎间盘退变机制的研究多依赖于动物模型，其中ADAM8（一种去整合素金属蛋白酶）因能够剪切纤维连接蛋白并产生具有分解代谢作用的片段，而被认为在椎间盘退变过程中扮演关键角色。然而，ADAM8的酶活性在椎间盘损伤应答中具体起何作用，以及这种作用是否受到年龄影响，此前尚不明确。为了解决这一问题，本研究通过比较不同月龄（3、10、18个月）的ADAM8酶活性失活突变小鼠（Adam8EQ）与野生型小鼠在椎间盘损伤后的反应，旨在确定哪个年龄段的小鼠最能凸显基因型间的差异，从而为未来靶向ADAM8的干预研究提供最佳年龄模型。
本研究采用的主要技术方法包括：1. 利用小鼠尾椎间盘穿刺损伤模型，在特定椎间盘水平（Co3/4、Co5/6）进行损伤，并以相邻椎间盘作为自身对照。2. 对损伤后1周的椎间盘组织进行石蜡包埋、切片，并进行H&E（苏木精-伊红）和Safranin O（番红O）染色，随后进行组织学评分和蛋白聚糖含量定量分析。3. 通过实时定量PCR技术，检测与炎症（Cxcl1、Il6）、细胞外基质（Col2a1、Col1a1）及ADAM8相关的基因表达水平。4. 使用多因素方差分析等统计方法，比较不同基因型、年龄和损伤状态下的组间差异。
3.1. 完整与损伤椎间盘的自发性退变样改变
通过H&E染色切片评估组织学评分发现，无论是野生型还是Adam8EQ小鼠，其完整椎间盘的组织学评分均随年龄增长而增加，但在所有年龄段中，两种基因型小鼠在完整或损伤椎间盘的组织学评分上均无显著差异。这表明，在组织形态学层面，ADAM8酶活性缺失并未导致明显的退变差异，且损伤本身会在所有年龄和基因型中诱发中等程度的退变样改变。
3.2. Safranin O染色强度随年龄变化
Safranin O染色用于评估蛋白聚糖含量。结果显示，在10月龄小鼠中，无论是野生型还是Adam8EQ基因型，其完整和损伤椎间盘的染色强度均比3月龄小鼠显著降低。然而，在18月龄小鼠中并未观察到相对于10月龄的进一步下降。同样，两种基因型在同一年龄的椎间盘间染色强度无差异。这提示Safranin O染色定量是比组织学评分更敏感的形态学指标，且年龄对蛋白聚糖含量的影响在中年（10个月）阶段最为明显。
3.3. 胶原基因表达的差异
II型胶原（Col2）基因在3月龄和10月龄的Adam8EQ小鼠完整及损伤椎间盘中表达均高于野生型对照。至18月龄时，此差异仅在损伤椎间盘中显著。I型胶原（Col1）基因表达则随年龄增长在两种基因型中均进行性下降，基因型间无差异。Col2/Col1基因表达比值在年轻Adam8EQ小鼠的完整椎间盘中较高，但在老年小鼠中此差异消失。这表明ADAM8失活可能促进了II型胶原的合成，且这种效应具有年龄依赖性。
3.4. 炎症标志物基因表达的年龄依赖性差异
在3月龄年轻成年小鼠中，Adam8EQ小鼠的完整和损伤椎间盘内Cxcl1、Il6和Adam8基因表达均显著高于野生型。然而，这些基因型间的差异在10月龄和18月龄小鼠中减弱或消失。例如，Il6基因表达差异在10月龄损伤椎间盘中仍可检测，但在18月龄时完全消失。这清晰表明，ADAM8失活所引发的增强的早期炎症反应，仅在年轻小鼠中表现明显，并随年龄增长而减弱。
本研究的结论明确指出，在评估ADAM8酶活性缺失对椎间盘损伤反应的影响时，年龄是一个关键变量。虽然组织学特征在基因型间无差异，但基因表达分析揭示，ADAM8失活导致的炎症标志物（Cxcl1、Il6、Adam8）和II型胶原基因表达上调，在3月龄年轻小鼠中最为显著，而这一差异在10月龄和18月龄小鼠中大幅减弱甚至消失。因此，若研究目的是揭示WT与Adam8EQ小鼠椎间盘损伤反应的差异，3月龄年轻小鼠是优于中年或老年小鼠的模型选择。这一发现对椎间盘退变研究具有重要意义：它提示在利用基因修饰动物模型研究退行性疾病机制时，必须谨慎考虑实验动物的年龄，因为衰老可能掩盖或改变特定的分子应答通路。本研究也为未来开发针对ADAM8的疗法提供了重要参考，即干预时机可能至关重要，针对年轻个体或疾病早期阶段的治疗或许能更有效地调节炎症与基质重塑过程。该论文已发表在《Cells》期刊上。
