2025年11月5日，中南大学湘雅三医院脊柱外科邓幼文教授在生物材料国际顶级学术期刊《先进材料》（Advanced Materials，中国科学院/JCR一区，Top期刊，影响因子：26.8）发表题为 “一种基于单细胞启发的自富集治疗策略通过抑制细胞焦亡来延缓椎间盘退变（A Single-Cell-Inspired Self-Enrichment Therapeutic Strategy Delays Intervertebral Disc Degeneration by Inhibiting Pyroptosis）”的原创研究论文。中南大学湘雅三医院为该论文第一及通讯作者单位，脊柱外科2024级博士研究生周豪与硕士研究生宁昊为论文共同第一作者，邓幼文教授、刘仁峰医师为论文共同通讯作者。

椎间盘退变（IVDD）是进行脊柱外科手术的主要原因。目前的治疗方法无法阻止或逆转其发展进程，这主要是由于对关键机制的理解有限以及缺乏针对性的治疗手段。本研究旨在将单细胞转录组学与临床验证相结合，构建一个关于椎间盘退变的全细胞图谱。该研究揭示了退变组织中明显的纤维化屏障，严重阻碍了药物的输送，并发现由干扰素刺激因子（STING）介导的多种炎症通路激活所驱动的髓核细胞发生焦亡现象。为了克服这些挑战，本研究开发了一种自富集纳米载体（Motor@TA-siRNA），它能催化过氧化氢产生不对称气泡推进，从而能够选择性地渗透到退变组织中，而不积聚在健康组织中。单宁酸与 siRNA形成氢键网络，从而增强其稳定性，提高传递效率。siRNA精确靶向 STING通路，从源头上阻断炎症—焦亡信号传导。体外和体内实验结果均表明，这种纳米载体具有出色的生物相容性，并显著延缓了椎间盘退变的进程。本研究提出了一种协同机制：靶点—材料策略，该策略将病理学见解与先进的纳米载体设计相结合，为个性化椎间盘退变治疗提供了一个有前景的平台。

一种基于单细胞启发的自富集气动纳米运载体的示意图，该载体通过细胞内和细胞外的协同作用抑制细胞焦亡，从而延缓椎间盘退变（IVDD）。a）从健康和退变的椎间盘中收集人类髓核组织样本，并进行单细胞 RNA测序。b）使用 CytoTRACE和Monocle2对单细胞数据进行分析，发现 IVDD组织中存在严重的纤维化以及多种炎症诱导的细胞焦亡通路。基于这些发现，点对点精准设计了 Motor@TA-siRNA自富集气动纳米运载体。c）合成的 Motor@TA-siRNA能够通过气动作用渗透到纤维化组织中，清除细胞外的过氧化氢，以减少髓核细胞焦亡的上游触发因素。在细胞内，siRNA针对并抑制了干扰素刺激基因通路，以减轻细胞焦亡。这种多模式策略在细胞内外实现了协同的细胞焦亡抑制。此外，微量释放的 Mn2+进一步促进了细胞外基质的重塑。最终，这种方法有助于延缓 IVDD的进展。

中南大学湘雅三医院脊柱外科依托湖南省骨与软组织工程研究中心及中南大学脊柱外科医工结合数字化研究中心、中南大学脊柱肿瘤临床研究中心、中南大学脊柱微创研究中心等科研平台，致力于脊柱疾病的临床诊疗与多学科交叉创新研究。邓幼文教授现任中南大学湘雅三医院脊柱外科主任，兼任再生型骨与软组织修复材料湖南省工程研究中心主任、湖南省脊柱侧凸非手术治疗临床研究中心负责人。作为湖南省科技创新人才计划科技领军人才（创新团队）、湖南省卫生健康高层次人才学科带头人、“225”工程骨干人才，同时入选江西省“双千人才”计划、贵州省医疗卫生援黔核心专家及国家健康科普专家库专家。邓幼文教授在国内外学术领域具有重要影响力，担任中国康复医学会骨伤专业委员会常务委员、湖南省康复医学会骨伤康复专业委员会主任委员、湖南省生物材料学会骨修复材料与器械专委会主任委员等学术职务。主持国家自然科学基金面上项目、湖南省重点研发项目、长沙市重点研发项目等多项科研课题，并参与国家级重点科研计划。已发表论文50余篇，其中SCI论文30余篇（影响因子>20的论文3篇），获国家专利6项。