日前，發(fā)表在《International immunopharmacology》上的一篇綜述表明，間充質干細胞用于椎間盤疾病的治療已經(jīng)取得了許多進展[1]，并且獲得了體內(nèi)及體外證據(jù)。

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椎間盤疾病與間充質干細胞治療

相鄰椎骨之間的軟骨連結結構稱為椎間盤，其由三個部分組成：髓內(nèi)軟核細胞，環(huán)狀纖維細胞和軟骨終板。椎間盤具有支撐、連結、減震等作用，過度機械負荷、遺傳性疾病和環(huán)境因素會導致椎間盤疾病。

椎間盤疾病是腰痛的主要原因之一，其發(fā)病率隨著年齡的增長而增加。椎間盤三種組分細胞數(shù)量的減少導致了椎間盤疾病的發(fā)生。目前椎間盤疾病的治療主要集中在緩解疼痛，手術治療包括髓核摘除術、半椎板切除術、全椎板切除術、腰椎內(nèi)固定植骨融合術等，但這些治療存在許多副作用。

間充質干細胞（MSCs）存在于大多數(shù)基質組織中，是由不同細胞群組成的異質性群體。間充質干細胞可以分化成各種組織類型的細胞，如骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、肌肉細胞和髓核細胞等，這一特性使得間充質干細胞被廣泛用于細胞治療。

髓核細胞是參與椎間盤變性發(fā)病機制的最重要細胞之一。間充質干細胞通過分化、減少細胞凋亡、增加增殖和降低髓核細胞的衰老來發(fā)揮其治療作用。此外，間充質干細胞還通過影響椎間盤組織中的環(huán)狀纖維細胞和軟骨終板細胞防止椎間盤變性進展。

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間充質干細胞治療效果的體外證據(jù)

研究表明，在間充質干細胞的培養(yǎng)基中加入生長因子（如TGF-B）可刺激其分化為髓內(nèi)軟核樣細胞，并顯著增加其中II型膠原蛋白和凝聚糖的表達[2]。椎間盤缺氧環(huán)境可以刺激間充質干細胞在體內(nèi)條件下的分化，如果間充質干細胞在缺氧條件下用TGF-B培養(yǎng)，則其分化為髓內(nèi)軟核樣細胞的穩(wěn)定性將增加。

此外，?脂肪組織衍生間充質干細胞（AD-MSCs）與髓內(nèi)軟核和環(huán)狀纖維衍生細胞的共培養(yǎng)可增加髓內(nèi)軟核和環(huán)狀纖維衍生細胞的增殖，同時這種共培養(yǎng)模式也增加了髓內(nèi)軟核細胞的分化。

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間充質干細胞治療效果的體內(nèi)證據(jù)

大量研究已經(jīng)證明了間充質干細胞移植在體內(nèi)治療椎間盤疾病方面的療效。

圖片來自文獻[1]

圖片來自文獻[1]

一項有關間充質干細胞用于慢性腰痛椎間盤疾病治療的研究[3]表明，在注射間充質干細胞一年后，患者椎間盤高度沒有明顯變化，但受損椎間盤的液體含量仍顯著增加，其鎮(zhèn)痛作用為71%有效。隨訪期間注射到椎間盤中的細胞免疫表型和細胞活力沒有改變，并且隨著時間的推移一直保持穩(wěn)定。

圖片來自文獻[1]：將間充質干細胞注射到受損的椎間盤中通過各種機制可以幫助改善疾病。這些機制包括減輕疼痛、增加髓核細胞的分化和存活以及增加細胞外基質的產(chǎn)生。

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間充質干細胞臨床發(fā)展的思考要點

根據(jù)椎間盤造影術，椎間盤退變分為五個階段。

圖片來自文獻[1]
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由于間充質干細胞不能在完全破壞和壞死的椎間盤中誘導治療，因此這些細胞應在腰痛的早期階段使用，此時對椎間盤組織的損傷也較低。

間充質干細胞通過信號傳導與駐留細胞產(chǎn)生相互作用來發(fā)揮其治療潛力，由于完全破壞的椎間盤中駐留細胞的丟失，這種治療潛力會減弱。其次，在退行性的早期階段，髓內(nèi)軟核細胞和環(huán)狀纖維細胞之間的區(qū)別尚不清楚，椎間盤的高度沒有太大變化。具有完全徑向裂的受損椎間盤可導致移植的間充質干細胞逸出到椎間盤中，顯著降低治療的有效性。

未來，臨床上發(fā)展間充質干細胞時應該注意以上問題，并開展更大規(guī)模的研究來進一步佐證這一治療方法的安全性及有效性，從而推動臨床應用，讓這一類患者能夠受益于這一先進療法。

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總結與展望

隨著現(xiàn)代人們生活方式的改變，椎間盤相關疾病已經(jīng)成為公共衛(wèi)生問題。目前尚無針對椎間盤疾病的明確治愈方法，間充質干細胞療法可能是改善椎間盤疾病的有效方法。許多體內(nèi)和體外研究的結果證實了間充質干細胞及其外泌體在椎間盤疾病中的治療作用。因此，相信在未來，隨著干細胞治療應用的擴大和細胞治療缺陷的克服，間充質干細胞的使用將成為椎間盤疾病等退行性疾病治療的主要選擇之一。

參考文獻

[1] Widjaja, G., Jalil, A. T., Budi, H. S., Abdelbasset, W. K., Efendi, S., Suksatan, W., Rita, R. S., Satria, A. P., Aravindhan, S., Saleh, M. M., Shalaby, M. N., & Yumashev, A. V. (2022). Mesenchymal stromal/stem cells and their exosomes application in the treatment of intervertebral disc disease: A promising frontier.?International immunopharmacology,?105, 108537. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2022.108537

[2] Steck, E., Bertram, H., Abel, R., Chen, B., Winter, A., & Richter, W. (2005). Induction of intervertebral disc-like cells from adult mesenchymal stem cells.?Stem cells (Dayton, Ohio),?23(3), 403–411. https://doi.org/10.1634/stemcells.2004-0107

[3] Orozco, L., Soler, R., Morera, C., Alberca, M., Sánchez, A., & García-Sancho, J. (2011). Intervertebral disc repair by autologous mesenchymal bone marrow cells: a pilot study.?Transplantation,?92(7), 822–828. https://doi.org/10.1097/TP.0b013e3182298a15