PPARγ-Axl轴通过激活PI3K/AKT介导的自噬抑制铁死亡延缓椎间盘退变

本研究针对椎间盘退变（IVDD）中髓核细胞（NPC）铁死亡机制不清的难题，揭示了PPARγ通过直接结合Axl激活PI3K/AKT通路，进而增强自噬流并抑制铁死亡的新机制。研究人员通过体内外实验证实PPARγ激动剂吡格列酮可维持细胞外基质（ECM）稳态，为IVDD治疗提供了新的靶向策略。

慢性腰痛已成为全球致残的主要因素之一，其中椎间盘退变（IVDD）是重要的病理基础。随着人口老龄化加剧，IVDD的发病率持续攀升，给社会带来沉重经济负担。椎间盘作为无血管组织，其独特的缺氧、酸中毒及炎症因子累积的微环境，容易导致髓核细胞（NPC）功能异常和细胞外基质（ECM）降解。近年来研究发现，铁死亡——一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式——在IVDD进程中扮演关键角色，但其具体调控机制尚不明确。

为解决这一难题，青岛大学附属医院脊柱外科孙冠同等团队在《Cellular & Molecular Biology Letters》发表研究，首次揭示了PPARγ-Axl轴通过调控自噬抑制铁死亡的新机制。研究人员发现IVDD患者及氧化应激诱导的NPC中PPARγ表达显著下调，且与铁死亡标志物GPX4、SLC3A2/SLC7A11的下降呈正相关。通过构建大鼠尾椎穿刺模型和TBHP/IL-1β诱导的细胞模型，团队系统验证了PPARγ激活剂吡格列酮和铁死亡抑制剂Ferrostatin-1（Fer-1）能有效维持ECM稳态。

研究采用RNA测序技术筛选出Axl作为PPARγ下游关键靶点，并通过染色质免疫共沉淀（ChIP-qPCR）和免疫共沉淀（Co-IP）实验证实两者存在直接结合。利用Tet-on双诱导系统，研究人员首次构建了PPARγ敲低/Axl过表达的基因编辑模型，发现Axl过表达可逆转PPARγ缺失导致的PI3K/AKT通路抑制和自噬流障碍。透射电镜显示吡格列酮处理能显著改善TBHP诱导的线粒体嵴消失等铁死亡特征性超微结构改变。

在技术方法方面，研究整合了临床样本分析（人椎间盘组织）、动物模型构建（SD大鼠IVDD模型）、细胞生物学（原代NPC培养）、分子互作验证（Co-IP/ChIP-qPCR）和基因编辑（shRNA/过表达病毒载体）等多维度技术平台。通过检测铁代谢指标（Fe²⁺/总铁）、脂质过氧化产物（MDA）、抗氧化酶（GPx）活性和自噬标志物（LC3BⅡ/Ⅰ）等关键参数，全面解析了信号通路调控网络。

Ferroptosis occurs in IVDD

通过建立大鼠IVDD模型发现，退变组NPC出现GPX4表达下降、脂质ROS积累、铁离子超载等典型铁死亡特征。透射电镜观察到线粒体嵴减少/膜密度增加的超微结构改变，证实铁死亡参与IVDD病理过程。

PPARγ is downregulated in NPCs of IVDD and associated with ferroptosis

在TBHP/IL-1β诱导的退变NPC中，PPARγ表达呈时间/浓度依赖性下降。使用铁死亡诱导剂Erastin可抑制PPARγ表达，而抑制剂Fer-1则呈现反向调控作用，提示PPARγ与铁死亡存在双向调控关系。

PPARγ deficiency enhances the susceptibility of NPCs to TBHP-induced ferroptosis

PPARγ敲低加剧TBHP引起的ECM降解（胶原II/聚集蛋白聚糖下降，MMP13/ADAMTS5上升）和铁死亡指标恶化。高密度培养显示PPARγ缺失导致蛋白聚糖合成能力显著受损。

PPARγ and Fer-1 rescue TBHP-induced ferroptosis in NPCs and alleviate IVDD

吡格列酮与Fer-1处理均能逆转TBHP引起的GPX4表达抑制、GSH耗竭和线粒体损伤。动物实验证实椎间盘内注射PPARγ过表达腺病毒可改善椎间盘高度指数（DHI）和MRI T2信号强度。

PPARγ autophagy sensitively mediates TBHP-induced NPC ferroptosis and degeneration phenotype

自噬抑制剂3-MA/CQ可抵消吡格列酮对铁死亡和ECM的保护作用，证明PPARγ通过自噬途径调控细胞命运。Western blot显示PPARγ激活显著提升ATG5/Beclin1表达和LC3BⅡ/Ⅰ转化率。

PPARγ interacts with Axl

RNA-seq筛选发现Axl在PPARγ过表达组中显著上调。分子实验证实PPARγ可直接结合Axl启动子区PPRE元件，并形成蛋白质复合物。

Axl contributes to PPARγ-mediated, autophagy-dependent ferroptosis via the PI3K/Akt signaling pathway

Axl敲低重现了PPARγ缺失引起的PI3K/AKT磷酸化抑制和自噬流阻断。救援实验表明Axl过表达可通过恢复PI3K/AKT信号通路活性，逆转PPARγ敲低导致的LC3BⅡ/Ⅰ比值下降和GPX4表达抑制。

PPARγ overexpression ameliorates IVDD in rats through ferroptosis suppression and ECM remodeling

体内实验证实PPARγ过表达可改善椎间盘组织学评分，提升胶原II/聚集蛋白聚糖合成，同时降低MMP13表达。双诱导系统验证PPARγ-Axl轴在整体动物水平对IVDD的治疗效果。

本研究首次阐明PPARγ-Axl轴通过PI3K/AKT介导的自噬通路抑制铁死亡的具体机制，为IVDD治疗提供了新的靶点。值得注意的是，虽然研究聚焦于Axl信号，但PPARγ可能通过Nrf2等交叉通路协同调控铁死亡，这为后续研究留下探索空间。该发现不仅深化了对椎间盘退变机制的认识，也为开发PPARγ激动剂局部给药等精准治疗方案奠定了理论基础。