低氧诱导因子在调节椎间盘髓核细胞功能中的研究进展

椎间盘退变性疾病引起的颈、肩、腰、腿痛已经严重影响人类日常生活,给社会造成了严重的经济负担,但目前治疗效果不佳。既往研究结果表明,髓核细胞代谢活动、低氧诱导因子含量的变化均能影响椎间盘退变。现在人们已经开始从组织工程学上来探讨椎间盘退变性疾病的治疗,希望找到有效方法来阻止椎间盘退变甚至能够逆转椎间盘退变的方法。椎间盘的一个显著特点就是氧含量低,而低氧诱导因子能够使机体很好地适应低氧环境。目前研究表明,低氧诱导因子能够调节髓核细胞的生物学功能,并且可能成为阻止椎间盘退变进展甚至逆转椎间盘退变的关键因素。本文就低氧诱导因子对髓核细胞代谢、细胞外基质表达、细胞凋亡、细胞自噬的调控作一综述。     

腰椎间盘退变的机制及基因治疗

腰椎间盘退变及其继发的相关组织异常改变所致下腰痛是临床极为常见的病症,每年要消耗大量的人力、物力和财力.治疗方法有非手术治疗、手术治疗和介入治疗等.手术治疗会破坏脊柱运动单位的生理完整性,而且不能从根本上阻止椎间盘退变的发生和发展.因此如何在保持脊柱力学结构和生理完整性的前提下进行椎间盘退变的治疗,即在早期阻止或逆转椎间盘退变,促进椎间盘再生,是医务工作者目前集中研究的课题之一.随着分子生物学的飞速发展,采用基因治疗阻止或逆转椎间盘退变已成为有应用前景的治疗方法.     

转化生长因子β1与椎间盘退变的相关研究

学术背景:转化生长因子β1是蛋白多糖及胶原代谢等椎间盘细胞外基质的重要调节物质之一,有可能在腰椎间盘退变的病理过程及基因治疗中发挥作用.目的:分析转化生长因子β1的基因结构特点及其对椎间盘细胞的作用,认识转化生长因子β1在椎间盘退变的病理过程及基因治疗方面的作用.检索策略:应用计算机检索维普中文科技期刊数据库(VIP)、清华同方中文系列等数据库1995-01/2007-10的相关文章,并限定文章语言种类为中文和"English",检索词"间盘退变,转化生长因子β1,中医药"同时检索Medline数据库1995-01/2007-10期间的相关文章,检索词"ntervertebral disc degeneration, TGF-β1, Traditional Chinise Medicine"纳入标准:① 转化生长因子β1基因结构等特点文章.② 椎间盘退变、转化生长因子β1与中医药三者关联研究.排除标准:综述文献、重复研究、Meta分析类文章.文献评价:初检得到398篇文献,纳入37篇符合标准的文献.主要介绍转化生长因子β1基因的特点、转化生长因子β1对椎间盘细胞的影响、转化生长因子β1与椎间盘退变的生物治疗及中医药对转化生长因子β1表达的影响.资料综合:目前认为转化生长因子β1可通过改善退变的椎间盘细胞活性,刺激胶原基因表达来延缓椎间盘组织的退变,对退变早期的椎间盘尤其是髓核具有修复功能,可逆转椎间盘的退变.部分中药可促进椎间盘细胞转化生长因子β1的表达但机制未明.运用转基因疗法发挥转化生长因子β1对椎间盘退变性疾病的治疗在理论上可行,但现有技术还不能把转化生长因子β1安全、有效地注入人的椎间盘.结论:转化生长因子β1的结构及基因定位已明确,转化生长因子β1是转基因疗法治疗椎间盘疾病比较理想的目的基因,但真正应用于临床仍有待组织工程学等相关领域的深入研究.在中医药领域寻找促进转化生长因子β1表达的特异性效应物,有可能为椎间盘退变性疾病的治疗提供新的途径.     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景:通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法.目的:评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景.方法:由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献.结果与结论:目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等.通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略.     

转化生长因子β3重组腺病毒载体转染退变髓核细胞后的增殖活性

背景:通过基因干扰促进某些基因的表达,调控细胞生物学活性刺激有利于椎间盘组织再生的基质合成来达到治疗目的。目的:构建含有转化生长因子β3的腺病毒表达载体,观察其对退变髓核细胞增殖的影响。方法:制作椎间盘突变模型,从而获取原代退变椎间盘髓核细胞,提取总RNA,调取转化生长因子β3cDNA克隆至穿梭质粒pAdTrack-CMV,采用pAdEasy系统进行细菌内同源重组得到含目的基因的腺病毒载体,脂质体转染293A细胞进行包装并扩增病毒。结果与结论:成功构建有较强感染能力的含转化生长因子β3基因重组腺病毒表达载体,滴度达1010pfu/L,MTT法检测表明Ad-TGF-β3可改善退变髓核细胞生物学特性,为研究转化生长因子β3的作用机制及将其用于椎间盘退变的基因治疗提供实验和理论依据。     

间充质干细胞治疗椎间盘退变的研究进展

下腰痛已严重影响了人们的工作和生活,带来了严重的经济负担和社会负担。下腰痛主要是由椎间盘退变性疾病引起,保守治疗和手术治疗是目前临床上治疗椎间盘退变的常用方法,但这些方法仅限于缓解症状,而无法从根本上扭转椎间盘退变。人们已经开始关注通过恢复椎间盘细胞的数量和功能,从而实现生物学修复椎间盘退变的目的。间充质干细胞可分化为髓核样细胞,这为利用干细胞治疗椎间盘退变提供了种子细胞。间充质干细胞与椎间盘细胞的共培养技术也为此提供了可行的方法。目前这种方法也仅限于临床前研究,还有许多问题需要解决,例如:如何确定髓核细胞表型、如何避免干细胞的渗漏和肿瘤形成等。     

间充质干细胞移植修复椎间盘退变的研究进展

下腰痛影响了不少人的生活和工作,造成沉重的社会、经济负担。下腰痛最主要的原因是椎间盘退变,目前临床上治疗椎间盘退变的方法有保守治疗和椎体融合等手术治疗,这些方法可以缓解症状但是不针对退变的原因。通过恢复椎间盘功能来缓解疼痛的方法受到人们关注,利用组织工程学方法逆转椎间盘退变已经实现。成体间充质干细胞可以分化为髓核样细胞为椎间盘组织工程提供了种子细胞。目前这种方法初步应用于临床前研究,但是许多问题有待进一步解决,例如间充质干细胞在宿主椎间盘中如何生存和增殖,移植过程中是否需要生物支架以及移植的安全性等。     

可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

背景：纤维蛋白凝胶主体胶与催化剂未混合前为液态,具有可注射的优点,注射混合后凝固成凝胶状,与髓核相似,并且凝固时间可控性强,作为间充质干细胞的载体植入到椎间盘内有诸多优点。目的：观察可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植抑制椎间盘退变的可行性。方法：将新西兰大白兔随机分为退变模型组、纤维蛋白凝胶组,骨髓干细胞＋纤维蛋白凝胶组。3组采用针刺法诱导建立退变模型后,纤维蛋白凝胶组及干细胞＋纤维蛋白凝胶组分别移植入纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物及骨髓间充质干细胞纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物,于植入后2,6,10周行CR、MRI及病理检查。结果与结论：退变模型组与纤维蛋白凝胶组椎间隙高度下降明显,并与时间呈正相关,干细胞＋纤维蛋白凝胶组下降较缓慢（P〈0.01）。免疫组织化学及组织学检查显示,退变模型组髓核细胞的数量及Ⅱ型胶原含量进行性减少,细胞凋亡率明显增加,纤维蛋白凝胶组与退变模型组相似,干细胞＋纤维蛋白凝胶组髓核细胞数量及Ⅱ型胶原含量较退变模型组及纤维蛋白凝胶组明显增多,细胞凋亡率下降。说明骨髓间充质干细胞联合纤维蛋白凝胶转化生长因子β1能很好抑制椎间盘退变,而单纯纤维蛋白凝胶转化生长因子β1移植不能抑制椎间盘退变。     

可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植治疗椎间盘退变

背景:纤维蛋白凝胶主体胶与催化剂未混合前为液态,具有可注射的优点,注射混合后凝固成凝胶状,与髓核相似,并且凝固时间可控性强,作为间充质干细胞的载体植入到椎间盘内有诸多优点。目的:观察可注射型纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合骨髓间充质干细胞移植抑制椎间盘退变的可行性。方法:将新西兰大白兔随机分为退变模型组、纤维蛋白凝胶组,骨髓干细胞+纤维蛋白凝胶组。3组采用针刺法诱导建立退变模型后,纤维蛋白凝胶组及干细胞+纤维蛋白凝胶组分别移植入纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物及骨髓间充质干细胞纤维蛋白凝胶转化生长因子β1复合物,于植入后2,6,10周行CR、MRI及病理检查。结果与结论:退变模型组与纤维蛋白凝胶组椎间隙高度下降明显,并与时间呈正相关,干细胞+纤维蛋白凝胶组下降较缓慢(P<0.01)。免疫组织化学及组织学检查显示,退变模型组髓核细胞的数量及Ⅱ型胶原含量进行性减少,细胞凋亡率明显增加,纤维蛋白凝胶组与退变模型组相似,干细胞+纤维蛋白凝胶组髓核细胞数量及Ⅱ型胶原含量较退变模型组及纤维蛋白凝胶组明显增多,细胞凋亡率下降。说明骨髓间充质干细胞联合纤维蛋白凝胶转化生长因子β1能很好抑制椎间盘退变,而单纯纤维蛋白凝胶转化生长因子β1移植不能抑制椎间盘退变。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。