DDIT3 способствует паноптозу клеток пульпозного ядра и прогрессированию дегенерации межпозвонковых дисков

Дегенерация межпозвонковых дисков (ДМД) тесно связана с гибелью клеток пульпозного ядра (ПЯ), для которой характерен паноптотический фенотип — одновременная активация апоптоза, некроптоза и пироптоза. Однако молекулярные регуляторы этого процесса остаются неясными. Мы установили, что индуцируемый повреждением ДНК транскрипт 3 (DDIT3) — ключевой медиатор воспалительного паноптоза. Результаты РНК-секвенирования клеток ПЯ человека, обработанных TNF-α, показали выраженное повышение уровня DDIT3; это согласуется с данными, полученными на дегенеративно изменённых дисках человека и в крысиной модели ДМД, вызванной пункцией иглой. В культуре клеток подавление DDIT3 с помощью малой интерферирующей РНК снижало уровень маркеров паноптоза (NLRP3, каспазы-1 p20, Bax, расщеплённой каспазы-3, MLKL и фосфорилированной MLKL), концентрацию провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-18) и активных форм кислорода (ROS). Сверхэкспрессия DDIT3 оказывала противоположное действие. Согласно результатам транскриптомного анализа и люциферазных тестов, DDIT3 активирует транскрипцию CUL3; прямое связывание с промотором подтверждено с помощью иммунопреципитации хроматина и анализа электрофоретической подвижности комплексов ДНК—белок. Молекулярный докинг (предиктивный метод) и коиммунопреципитация подтвердили взаимодействие CUL3 с каспазой-8, а CUL3-зависимое полиубиквитинирование усиливало активацию каспазы-8. In vivo подавление DDIT3 с помощью лентивирусного вектора ослабляло дегенерацию дисков в крысиной модели пункционного повреждения, сохраняло аггрекан и коллаген II и снижало показатели паноптоза, тогда как сверхэкспрессия DDIT3 ускоряла потерю компонентов матрикса. В совокупности результаты указывают на то, что ось DDIT3—CUL3—каспаза-8 является ключевым регулятором воспалительного паноптоза клеток ПЯ и потенциальной мишенью для остановки прогрессирования ДМД.