新综述：间充质干细胞在椎间盘疾病治疗中的应用

日前，发表在《International immunopharmacology》上的一篇综述表明，间充质干细胞用于椎间盘疾病的治疗已经取得了许多进展[1]，并且获得了体内及体外证据。

相邻椎骨之间的软骨连结结构称为椎间盘，其由三个部分组成：髓内软核细胞，环状纤维细胞和软骨终板。椎间盘具有支撑、连结、减震等作用，过度机械负荷、遗传性疾病和环境因素会导致椎间盘疾病。

椎间盘疾病是腰痛的主要原因之一，其发病率随着年龄的增长而增加。椎间盘三种组分细胞数量的减少导致了椎间盘疾病的发生。目前椎间盘疾病的治疗主要集中在缓解疼痛，手术治疗包括髓核摘除术、半椎板切除术、全椎板切除术、腰椎内固定植骨融合术等，但这些治疗存在许多副作用。

间充质干细胞（MSCs）存在于大多数基质组织中，是由不同细胞群组成的异质性群体。间充质干细胞可以分化成各种组织类型的细胞，如骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞和髓核细胞等，这一特性使得间充质干细胞被广泛用于细胞治疗。

髓核细胞是参与椎间盘变性发病机制的最重要细胞之一。间充质干细胞通过分化、减少细胞凋亡、增加增殖和降低髓核细胞的衰老来发挥其治疗作用。此外，间充质干细胞还通过影响椎间盘组织中的环状纤维细胞和软骨终板细胞防止椎间盘变性进展。

研究表明，在间充质干细胞的培养基中加入生长因子（如TGF-B）可刺激其分化为髓内软核样细胞，并显著增加其中II型胶原蛋白和凝聚糖的表达[2]。椎间盘缺氧环境可以刺激间充质干细胞在体内条件下的分化，如果间充质干细胞在缺氧条件下用TGF-B培养，则其分化为髓内软核样细胞的稳定性将增加。

此外， 脂肪组织衍生间充质干细胞（AD-MSCs）与髓内软核和环状纤维衍生细胞的共培养可增加髓内软核和环状纤维衍生细胞的增殖，同时这种共培养模式也增加了髓内软核细胞的分化。

大量研究已经证明了间充质干细胞移植在体内治疗椎间盘疾病方面的疗效。

图片来自文献[1]

图片来自文献[1]

一项有关间充质干细胞用于慢性腰痛椎间盘疾病治疗的研究[3]表明，在注射间充质干细胞一年后，患者椎间盘高度没有明显变化，但受损椎间盘的液体含量仍显著增加，其镇痛作用为71%有效。随访期间注射到椎间盘中的细胞免疫表型和细胞活力没有改变，并且随着时间的推移一直保持稳定。

图片来自文献[1]：将间充质干细胞注射到受损的椎间盘中通过各种机制可以帮助改善疾病。这些机制包括减轻疼痛、增加髓核细胞的分化和存活以及增加细胞外基质的产生。

根据椎间盘造影术，椎间盘退变分为五个阶段。

图片来自文献[1]

由于间充质干细胞不能在完全破坏和坏死的椎间盘中诱导治疗，因此这些细胞应在腰痛的早期阶段使用，此时对椎间盘组织的损伤也较低。

间充质干细胞通过信号传导与驻留细胞产生相互作用来发挥其治疗潜力，由于完全破坏的椎间盘中驻留细胞的丢失，这种治疗潜力会减弱。其次，在退行性的早期阶段，髓内软核细胞和环状纤维细胞之间的区别尚不清楚，椎间盘的高度没有太大变化。具有完全径向裂的受损椎间盘可导致移植的间充质干细胞逸出到椎间盘中，显着降低治疗的有效性。

未来，临床上发展间充质干细胞时应该注意以上问题，并开展更大规模的研究来进一步佐证这一治疗方法的安全性及有效性，从而推动临床应用，让这一类患者能够受益于这一先进疗法。

随着现代人们生活方式的改变，椎间盘相关疾病已经成为公共卫生问题。目前尚无针对椎间盘疾病的明确治愈方法，间充质干细胞疗法可能是改善椎间盘疾病的有效方法。许多体内和体外研究的结果证实了间充质干细胞及其外泌体在椎间盘疾病中的治疗作用。因此，相信在未来，随着干细胞治疗应用的扩大和细胞治疗缺陷的克服，间充质干细胞的使用将成为椎间盘疾病等退行性疾病治疗的主要选择之一。