椎间盘退变生物力学的研究

生物力学因素是导致椎间盘退变最重要的病理因子,异常的力学负荷通过破坏椎间盘营养通路、影响细胞代谢、加速细胞凋亡及改变基质金属蛋白酶的含量和活性等多种机制,影响椎间盘正常新陈代谢,导致退变发生。生物治疗为阻止或逆转椎间盘退变及使椎间盘组织再生提供了可能。     

椎间盘退变与微环境改变的研究进展

椎间盘退变是一种多因素造成的慢性病变,其常常伴随着腰背部疼痛的发生。近年来,相关研究显示,椎间盘退变不仅仅与环境、基因等因素相关,还与椎间盘髓核细胞周围的微环境相关。微环境的改变,常常影响髓核细胞的代谢及细胞基质的分泌,进而加速椎间盘的退变。该文将椎间盘的退变与其内环境的改变做一综述。     

TGF-β通路在椎间盘退变分子生物学进程中作用机制的研究进展

椎间盘退变的发生与椎间盘细胞流失、细胞外基质合成与降解失衡和局部炎症反应有密切关联。转化生长因子β（TGF-β）家族在椎间盘退变的分子生物学进程中发挥关键的调控作用,且在椎间盘的形成和发育过程中均发挥重要作用。另外,在退变的椎间盘中,TGF-β呈低水平表达,造成椎间盘组织细胞外基质表达水平降低、椎间盘细胞凋亡加速和椎间盘组织内炎症反应加强等不良反应,进一步加速了椎间盘组织的退变。同时,以TGF-β异常表达为靶点的分子生物治疗策略成为椎间盘退变治疗的新手段。适当激活TGF-β通路可以抑制细胞外基质降解、促进椎间盘细胞增殖并抑制其凋亡,并可以有效抑制椎间盘组织内炎症,起到延缓椎间盘退变发展、恢复椎间盘形态和高度及增加椎间盘组织负重的作用功能。但过度激活TGF-β通路反而会引起髓核细胞老化,加剧椎间盘退变。现回顾TGF-β通路在椎间盘发育和退变过程中的表达情况,并对TGF-β异常表达造成椎间盘退变中的分子生物学机制进行阐述。     

细胞老化与椎间盘退变关系的研究进展

椎间盘细胞老化可导致其细胞功能减退和细胞活性下降,进而引起椎间盘退变。细胞老化可分为复制老化和应激诱导早衰两类。复制老化为细胞老化的固有机制,而应激诱导早衰则加速了老化进程。细胞老化相关信号途径主要有p53-p21-pRb途径和p16-pRb途径两条。此外,最新研究还发现椎间盘细胞老化可能被WNT信号通路调节。因此,通过干预椎间盘细胞老化途径中关键因子的表达来延缓或逆转椎间盘细胞老化,可能成为治疗椎间盘退变的新思路。     

椎间盘退变基础研究的历史回顾及展望

椎间盘退变是由多种因素影响所致。长期过高和过低的压力负荷均为推间盘退变的病因之一。近年研究证实软骨终板钙化引起的椎间盘营养供应减少可能是启动椎间盘退变的关键因素。椎间盘老化或营养供应障碍时椎间盘细胞合成一些细胞因子,影响细胞活性和细胞间信息交流,导致细胞凋亡。椎间盘内环境改变后激活潜伏状态的降解酶,使椎间盘基质分解加速,导致椎间盘退变。近年来,逐渐有一些研究开始关注遗传因素的作用。本文从基础医学的角度对椎间盘退变过程及其相关的变化作一综述。     

椎间盘髓核细胞表型的研究进展

髓核细胞特异性表型是识别髓核细胞和研究其生物学行为的基础,同时也是基因干预、细胞移植等生物学修复椎间盘退变的前提。髓核细胞兼有软骨细胞和脊索细胞的表型特点,而特定基因的转录和表达调控又广泛受到椎间盘局部微环境以及椎间盘退行性变的影响。部分髓核细胞亚群还具有祖细胞的生物学特性并表达特定的表型。对髓核细胞表型的研究有助于推动椎间盘退变生物学治疗的进展。     

低氧诱导因子在髓核细胞生理功能调节中的作用机制研究进展

椎间盘退变是临床常见难题下腰痛的主要病因之一.而髓核细胞表型的改变、细胞生存时间的减少、代谢活动的降低和细胞外基质含量下降均被认为与椎间盘退变相关.椎间盘是身体内最大的无血管组织,在体内最显著的特点就是氧含量偏低.低氧诱导因子(H IF)是一种转录因子,细胞在低氧条件下诱导产生HIF从而引发一系列的细胞反应来适应低氧的外环境.HIF通过与低氧反应元件(HRE)结合以启动靶基因的转录表达.目前研究认为,HIF在椎间盘退变的病理进程中具有重要作用,可能是未来阻遏椎间盘退变进展甚至治愈这一临床难题的关键靶点.本文综述了HIF对于髓核细胞新陈代谢活动的调节作用,包括HIF在髓核细胞的表达以及HIF对于髓核细胞表型、生存、新陈代谢以及细胞外基质生成的调控.     

基质金属蛋白酶的表达与调节在椎间盘退变过程中的作用

细胞外基质(ECM)成分改变及破坏是导致椎间盘退变(IDD)的重要原因,目前研究认为,基质金属蛋白酶(MMPs)是引起椎间盘细胞外基质降解的主要酶类。作者对关于椎间盘退变过程中MMPs的表达与调控的文献进行了综述,发现MMPs在退变椎间盘中表达增加,其表达及调控受到一系列因素的综合影响,并与其调控因子构成复杂的网络调节机制,一旦这种调节机制失去平衡,可引起椎间盘ECM降解,并最终引起IDD。若能对MMPs表达调控进行干预,将使得生物治疗椎间盘退变成为可能。     

抗细胞老化治疗椎间盘退变性病变的研究进展

细胞老化在椎间盘退变过程中起到了重要的促进作用。细胞老化在椎间盘退变中的机制主要分为两类:一类是p53-p21-pRb信号介导的复制老化,另一类是p16-pRb途径介导的应激诱导早衰。这两种机制为治疗椎间盘退变疾病带来了新的思路。现有抗细胞老化的主要策略是抗复制老化、抗应激诱导早衰以及逆转老化信号介导途径延缓细胞老化和细胞移植。作者对以上几个方面的最新研究进展做一综述。     

生长因子在椎间盘退变中的作用及中医药干预研究进展

椎间盘退变为当今世界范围内患病率最高的疾病之一,逐渐呈现低龄化的趋势。椎间盘退变的有效防治日益成为全球关注的焦点及临床研究的热点。椎间盘退变受营养状况、生物力学、免疫机制等因素的影响,其中细胞凋亡及细胞外基质紊乱是目前公认影响椎间盘退变发展的主要病理机制。现代医学对椎间盘退变的研究已经深入分子免疫水平。研究发现相关生长因子在椎间盘退变的病理机制中扮演着重要角色,其通过调控椎间盘细胞的凋亡及基质降解,是调控椎间盘退变发生、发展的重要传导因子。转化生长因子-β及胰岛素类生长因子的表达可抑制髓核细胞凋亡,减少基质降解;血管内皮生长因子促进新生血管的形成及椎间盘的重吸收;碱性成纤维细胞生长因子保护椎间盘终板软骨细胞不受破坏,延缓椎间盘退变进程。目前治疗椎间盘退变临床多使用非甾体抗炎药或阿片类等药物进行治疗,但长期服用会导致胃肠道不良反应。中医药治疗椎间盘退变有不良反应小、价廉效优等优势。不断深入的现代网络药理学及分子生物学等研究发现,中医药可干预多种生长因子的表达,进而调节椎间盘细胞外基质的稳定,发挥治疗椎间盘退变的作用。该文阐述相关生长因子在椎间盘退变中的作用,以及中医药调控相关生长因子的研究成果,以期为中医药防治椎间盘退变提供参考和依据。     

白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织形态学的影响

目的观察白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织影响的病理改变及超微结构变化。方法将大鼠36只随机分为正常对照组、椎间盘退变组和白藜芦醇药物干预组各12只,应用HE染色光镜观察各组腰椎间盘髓核组织的病理改变,在电镜下对其进行超微结构的观察。结果光镜下可见正常对照组较多的脊索细胞和类软骨细胞增殖活跃,椎间盘退变组髓核的细胞减少,白藜芦醇药物干预组髓核细胞减少较椎间盘退变组程度轻;电镜下正常对照组的椎间盘髓核组织超微结构的病理改变不显著,而椎间盘退变组表现为髓核细胞减少,出现不同程度的退变、坏死,白藜芦醇药物干预组中退变程度明显减轻。结论通过光镜、电镜下观察白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织有延缓或抑制作用,可为白藜芦醇预防和治疗椎间盘退变提供相关的实验依据。     

椎间盘细胞老化信号通路及检测方法的研究进展

细胞老化现象广泛存在于退变的椎间盘内，其在椎间盘退变中的机制主要分为两种类型：一类是由p53-p21-pRB信号介导的复制性老化，另一类是由p16-pRB信号介导的应激诱导的过早老化。目前认为，细胞老化的两条通路之间存在广泛的信号交通和协同效应。此外，细胞老化基本特征的检测方法多种多样，但目前尚缺乏特异性检测指标来判定细胞老化。作者就椎间盘细胞老化的信号通路及细胞老化的检测方法等相关研究进展作一综述。     

转化生长因子β超家族对椎间盘退变影响的研究进展

椎间盘退变在临床上较为常见,是导致腰腿痛等病症的主要原因。椎间盘的退变源于椎间盘细胞数量减少以及细胞外基质的降解。目前尚无可以从根本上逆转椎间盘退变的方法。随着椎间盘退变分子机制研究的深入及分子生物学的发展,生长因子在椎间盘退变中所起的作用逐渐被发现,为椎间盘退变的治疗提供了新的视野和希望。近年来的研究证实转化生长因子β(TGF-β)与椎间盘退变密切相关,它可以通过促进椎间盘细胞增殖、增加细胞外基质合成、抑制基质降解酶等方面影响椎间盘退变。作者就TGF-β超家族对椎间盘退变的影响作一综述。     

Nrf2/Keap1/ARE信号通路和髓核细胞自噬的研究进展

近年来,核因子E2相关因子2(Nrf2)/Kelch样环氧氯丙胺相关蛋白1/抗氧化应答元件信号通路和细胞自噬之间的相互作用机制成为国内外的研究热点之一。泛素结合蛋白p62介导的自噬诱导对Nrf2活化、消除线粒体功能障碍和氧化应激至关重要。椎间盘退变是各种脊柱退行性疾病的病理基础,在退变的椎间盘中可以观察到不同水平的髓核细胞自噬。炎症、营养缺乏、低氧、压力和高糖等因素均能诱导髓核细胞自噬,但自噬在椎间盘退变中的确切作用尚存在争议。     

腰椎病突出椎间盘组织炎症因子含量与直腿抬高的相关性研究

目的 探讨腰椎病突出椎间盘组织中肿瘤坏死因子α和受激活调节正常T细胞表达和分泌因子表达水平及其直腿抬高的相关性.方法 ELISA法检测35例腰椎病患者腰椎间盘突出物中肿瘤坏死因子α和分泌因子表达水平,CT测量突出组织的突出指数(ST),并分别与患者的直腿抬高程度进行相关性分析.结果 椎间盘突出组织中炎症因子肿瘤坏死因子α(7.03±1.22 )pg/g和分泌因子水平(15.97±4.14)pg/g分别与直腿抬高程度(32.98°±11.64°)呈明显负相关(r1=-0.563,r2=-0.864,P<0.01);突出物相对大小ST值(19.57±5.60)%与直腿抬高程度间(32.98°±11.64°)没有统计学相关性(r=0.19,P>0.05).结论 腰椎病突出椎间盘的物理压迫作用并非直接病因,局部炎症因子肿瘤坏死因子α和分泌因子加剧了椎间盘的退变和炎症反应.     

转基因髓核细胞移植对兔腰椎间盘退变的影响

目的：椎间盘退变是引起腰背痛的主要原因。将腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）介导的结缔组织生长因子（connective tissue growth factor,CTGF）和基质金属蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinases 1,TIMP1) 双基因体外联合转染兔椎间盘髓核细胞后,再移植于退变椎间盘内,观察椎间高度、II型胶原和蛋白多糖合成的变化,以探讨体外延缓或逆转椎间盘细胞退变的方法。方法 20只新西兰大白兔应用CT引导下的微创穿刺法建立兔椎间盘退变模型。以rAAV2-CTGF-IRES-TIMP1体外转染培养的兔髓核细胞,再将其显微注射于退变椎间盘内作为细胞移植组;退变椎间盘内注入磷酸盐缓冲液（PBS）作为退变对照组;正常椎间盘作为空白对照组。分别于6、10、14周行X线和MRI检查观察椎间高度的变化及椎间盘信号的改变,Western-blot鉴定细胞因子CTGF和TIMP1在椎间盘内的表达,35S整合法测定兔髓核组织蛋白多糖合成率,RT-PCR检测II型胶原及蛋白多糖mRNA的表达。结果 MRI证实CT引导下经皮微创穿刺2周后椎间盘开始退变。与退变对照组相比,MRI显示细胞移植组椎间盘退变明显减轻,转基因兔髓核细胞移植可减缓椎间高度(DHI)下降的发生率,转基因细胞移植组较退变对照组相比,Ⅱ型胶原含量和蛋白多糖的生物合成明显增加,差别有统计学意义（P﹤0.05）。结论 经皮CT 引导下穿刺可成功建立兔椎间盘退变模型。转双基因CTGF和TIMP1 髓核细胞移植可有助于椎间高度的维持,促进椎间盘内蛋白多糖和II型胶原的生物合成,明显延缓椎间盘退变。     

益气化瘀补肾方延缓椎间盘退变机制研究

椎间盘退变是一系列脊柱退行性疾病（如颈椎病和腰椎间盘突出症）的根本病理基础,其临床表现有颈肩痛、腰腿痛、椎管狭窄、脊柱节段不稳、骨赘形成、椎间盘突出及随之而来的刺激或损害邻近组织：肌肉、韧带、神经、脊髓和血管而产生的一系列临床症状和体征的综合征。椎间盘退变机制涉及多个环节,目前研究比较清楚的有：椎间盘的营养供应、细胞外基质代谢、细胞内外信号传导、炎症因子的浸润等,退变的过程是一系列从始动因素到终末结局的连锁反应。     

椎间盘退变的分子治疗研究进展

椎间盘退变主要表现为椎间盘细胞和细胞外基质成分的变化,如髓核细胞由软骨细胞表型转变为纤维软骨细胞表型,细胞外基质中蛋白多糖、水及Ⅱ型胶原蛋白丢失破坏了正常椎间盘和椎体的解剖结构,直接导致     

巨噬细胞与椎间盘退变的研究进展

椎间盘退变是以椎间盘脱水、细胞外基质降解、蛋白多糖含量下降、胶原类型转变及纤维环外层破裂等为特征的一系列退行性病变,是造成患者运动功能缺失、生活质量低下的主要原因。椎间盘退变的发生率高、致残率高、社会和家庭经济负担大、患者生活质量低下,是全球亟需解决的卫生问题之一。巨噬细胞作为体内主要的吞噬细胞,在机体生长发育的早期就与机体建立了密切联系。研究显示巨噬细胞是唯一的渗透进入封闭髓核的炎症细胞,且巨噬细胞的数量与椎间盘退变的程度呈正相关。研究表明,作为炎症细胞的巨噬细胞可能直接发挥吞噬作用或通过神经-免疫机制协同调节椎间盘的代谢,而巨噬细胞功能失调可引起炎性因子的聚集、趋化和扩散,进而导致椎间盘细胞外基质降解和椎间盘退变。本文通过总结和归纳近年来巨噬细胞参与椎间盘退变相关机制的研究进展,进一步了解椎间盘退变的分子机制,以促进临床治疗模式的改革和进步。     

椎间盘退变血清与尿液分子标志物的研究进展

椎间盘退变（intervertebral disc degeneration, IVDD)的诊断还是根据病史、临床体检和影像学的一致性来判断,MRI是最佳的辅助检查方法。但是,影像学变化是滞后于组织病理学改变的,无法在病理变化的早期做出诊断。目前,血清与尿液分子标志物在许多疾病诊断中发挥重要作用。细胞外基质降解和炎症介质的产生是椎间盘退变的重要的病理过程。本文对椎间盘退变相关分子标志物研究进展进行综述。