下腰痛(LBP)是最常見的肌肉骨骼疾病之一，與椎間盤退變(IDD)密切相關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，多達(dá)80%的人一生中至少遭受一次LBP困擾。

椎間盤退變的主要病理改變?yōu)樗韬?NP)細(xì)胞減少和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)分解，而目前的治療策略(包括手術(shù)治療和非手術(shù)治療)均無法補(bǔ)充減少的NP細(xì)胞或逆轉(zhuǎn)椎間盤退變的病理變化。

近期研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞可在一定條件下分化為NP樣細(xì)胞，通過補(bǔ)充椎間盤內(nèi)減少的NP細(xì)胞而延緩椎間盤退變進(jìn)展。

其中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）作為細(xì)胞治療和組織工程中最常用的干細(xì)胞，在椎間盤退變治療中表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢，不僅可減緩椎間盤高度的下降，還可明顯緩解患者的臨床癥狀。

文章就近年來骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞及其外泌體在椎間盤退變治療中的研究進(jìn)展予以綜述。

治療潛能：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向骨、軟骨等組織分化的能力及較強(qiáng)的自我增殖和免疫耐受特性為細(xì)胞移植治療提供了可能。

2003年Sakai等首次發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以減緩?fù)米甸g盤退變，為后續(xù)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在IDD中的研究奠定了基礎(chǔ)。

干細(xì)胞移植治療椎間盤退變

動(dòng)物實(shí)驗(yàn) ：近年來，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療椎間盤退變已在動(dòng)物退變模型中得到證實(shí)。

Teixeira等將人BMSCs培養(yǎng)于牛退變椎間盤NP孔中，通過檢測骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的凋亡和遷移分析其對(duì)炎性環(huán)境的反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，退變椎間盤環(huán)境不影響干細(xì)胞的活力，可促進(jìn)細(xì)胞向損傷部位遷移；干細(xì)胞可能通過旁分泌方式下調(diào)IL-6、IL-8和TNF-α等炎性因子的表達(dá)，提示BMSCs可能通過分泌細(xì)胞因子延緩IDD。

人體實(shí)驗(yàn)：目前干細(xì)胞療法已被廣泛應(yīng)用于臨床治療急性肺損傷、糖尿病、移植物抗宿主病、 慢性缺血性心臟病、心力衰竭等疾病并取得了顯著效果。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞已初步應(yīng)用于臨床椎間盤退變試驗(yàn)。

一項(xiàng)研究調(diào)查了與自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)后的NP細(xì)胞移植治療椎間盤退變的安全性，共9例Ⅲ級(jí)椎間盤退變患者隨訪3年期間無不良事件發(fā)生，所有患者的椎間盤均未進(jìn)一步退變，1例有明顯改善，患者LBP評(píng)分降低，表明與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)后的NP細(xì)胞移植治療有效，可在受試者中安全應(yīng)用。

2019年Henriksson等探討了BMSCs移植后在4例(年齡分別為41、45、47和47歲)椎間盤退變患者體內(nèi)的存在和分布規(guī)律。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用蔗糖鐵標(biāo)記，在移植8個(gè)月后可檢測到骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞存活于椎間盤不同部位并分化為軟骨細(xì)胞，刺激原有細(xì)胞產(chǎn)生ECM。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在椎間盤退變中的研究

外泌體的特點(diǎn)：外泌體是幾乎所有細(xì)胞類型都可產(chǎn)生的一種膜性囊泡，是細(xì)胞間通訊的關(guān)鍵信使。

外泌體具有性質(zhì)穩(wěn)定，易保存、易獲取、易轉(zhuǎn)化，無免疫原性等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用空間。鑒于外泌體的多種功能和優(yōu)勢，注射攜帶特定基因和治療藥物的外泌體可能會(huì)成為椎間盤退變無細(xì)胞治療策略的合適選擇。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體治療椎間盤退變

作用機(jī)制：2019年一項(xiàng)研究表明，椎間盤內(nèi)NP細(xì)胞來源的外泌體可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞遷移并誘導(dǎo)其向NP樣細(xì)胞分化，可能與Notch1通路的抑制相關(guān)，并且其分化能力強(qiáng)于細(xì)胞間接共培養(yǎng)。

有研究表明，過度的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)是椎間盤退變發(fā)生的關(guān)鍵早期事件，而NLRP3炎性小體是引起氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的主要原因。

治療前景：已有研究初步表明了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-外泌體在治療椎間盤退變中的巨大潛力。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-外泌體可促進(jìn)退化NP細(xì)胞增殖和健康ECM生成。一旦外泌體的特性和生物學(xué)特征得到更好的闡釋，將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

總結(jié)與展望

綜上所述，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植可以延緩椎間盤退變，但其局限性限制了干細(xì)胞組織工程療法的普及。

外泌體由于其易保存、無免疫原性等優(yōu)勢而受到研究者的廣泛關(guān)注，但存在提取率低、量少等問題，隨著研究的不斷深入，推測在不久的將來注射攜帶外源性基因或藥物的間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體以減緩人椎間盤的退變，可能成為一種新型有效的治療策略。