干细胞在椎间盘退变生物学治疗中的研究进展

腰痛是一种常见的肌肉骨骼症状,与椎间盘退变密切相关。常规保守或传统手术疗法仅针对临床症状,并未从根本上解决椎间盘退变问题。以干细胞为基础的生物学治疗基于椎间盘退变的始发因素可以为椎间盘退变性疾病提供一种新的治疗思路。目前常用的干细胞类型有间充质干细胞、诱导多能干细胞、造血干细胞及胚胎干细胞等。体内外研究报道提示干细胞疗法具有促进退变椎间盘恢复的作用,将干细胞应用于椎间盘退变性疾病的治疗具有光明前途,但长期疗效有待于进一步研究。     

髓核间质干细胞动员修复重建退变椎间盘

<正>椎间盘退变性疾病是指由椎间盘退变引起的以颈肩腰腿痛为主要表现的临床症候群。椎间盘退变性疾病是20-50岁人丧失劳动力的最常见的原因之一,造成了极大的社会和经济负担。非手术治疗只能缓解临床症状,没能缓解或阻止椎间盘退变;手术治疗虽然取得了较好的短期疗效,但复发率仍较高,容易出现手术相关的并发症。近年来,利用外源性干细胞移植或者组织工程技术修复退变椎间盘已成为生物学治疗椎间盘退变性疾病的一个新方向。但是     

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。     

细胞移植修复椎间盘的新视角与新进展

文题释义： 椎间盘退变：是指椎体自然老化、退化的生理病理过程。腰椎是人体躯干活动的枢纽,而所有的身体活动都无一不在增加腰椎的负担,随着年龄的增长,过度的活动和超负荷的承载使腰椎加快出现老化。严重的腰椎退行性病变可以引起腰腿痛甚至神经损害,影响工作能力和生活质量。 细胞治疗：是指利用某些具有特定功能的细胞特性,采用生物工程方法获取或通过体外扩增、特殊培养等处理后,使这些细胞具有增强免疫、杀死病原体和肿瘤细胞、促进组织器官再生和机体康复等治疗功效,从而达到治疗疾病的目的。 背景：目前对椎间盘退变的治疗仅限于姑息治疗或积极的外科干预,但均不能减缓或逆转其进程,远期疗效也不满意。近年来随着组织工程与再生医学的不断发展,运用细胞疗法修复退变椎间盘得到了越来越多的研究者关注。 目的：总结目前临床上细胞移植治疗椎间盘退变的现状,为以后的研究提供一些理论基础和实验依据。 方法：通过计算机在CNKI、万方数据库、PubMed数据库中检索相关文献,检索时限为 2001 年 1月至 2019 年1月。检索的中文主题词为“椎间盘退变,细胞治疗,干细胞,细胞移植”;英文主题词为“stem cell,intervertebral disk degeneration”,筛选内容与干细胞治疗椎间盘退变相关的文献,着重选取最新的实验及临床研究成果。 结果与结论：椎间盘退变主要以髓核细胞的活力和数量减少、蛋白多糖合成减少、髓核脱水以及代谢废物增多引起的。不断深入了解探索细胞移植促进髓核再生的治疗机制,不仅能够对椎间盘的发病及修复机制有更为详尽的认识,更能够对其他相关疾病的预防与细胞治疗提供新的思路与策略。 ORCID: 0000-0002-5454-9395(刘亭亭) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

干细胞治疗椎间盘退变性疾病:现状与展望

背景:目前关于椎间盘退变性疾病的治疗方案均未关注于缓解或逆转椎间盘退变的病程,近年来越来越多的研究正在尝试使用干细胞治疗椎间盘退变性疾病。目的:综述干细胞治疗椎间盘退变性疾病的现状、展望与挑战。方法:由第一作者应用计算机检索Pub Med数据库中相关文献,检索时限为2004年1月至2014年12月。检索英文主题词"stem cell,intervertebral disk"。选择文章内容与干细胞治疗椎间盘退变性疾病有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志的文章。结果与结论:初检得到文献342篇,选择符合纳入标准的43篇文献进行综述。将干细胞与载体结合后注射到退变的椎间盘是一种全新的治疗方案。目前适用于干细胞疗法的候选细胞包括:胚胎干细胞、诱导多能干细胞、间充质干细胞、人脐带间充质干细胞及类软骨细胞或髓核细胞。未来干细胞疗法的临床应用需克服以下风险:细胞泄露、椎间盘感染及肿瘤化,但其应用于治疗椎间盘退变性疾病的前途将不可估量。     

SPIO标记脂肪干细胞移植退变椎间盘内的MRI活体示踪

背景：国内外动物实验多是荧光标记骨髓间充质干细胞的移植,以SPIO标记脂肪干细胞移植后活体示踪对退变椎间盘修复作用的研究较少。 目的：活体监测SPIO标记的脂肪干细胞在退变椎间盘内的存活、迁移和转归,以及脂肪干细胞对退变椎间盘的修复及延缓退变作用。 方法：新西兰大白兔20只,兔椎间盘被分为4组,即正常对照组(L1/2),脂肪干细胞组(L2/3),PBS组(L3/4),SPIO-脂肪干细胞组(L4/5)。透视引导下用18G穿刺制作退变模型后2周行SPIO标记的脂肪干细胞移植。 结果与结论：SPIO-脂肪干细胞移植后即刻T2WI/FFE序列上可见椎间盘内明显低信号,8周后仍可检测到低信号。脂肪干细胞移植组与同时间点PBS组比较,椎间盘退变程度轻。提示SPIO-脂肪干细胞移植至椎间盘后,可通过MRI进行监测;脂肪干细胞椎间盘内移植有助于修复退变椎间盘和延缓椎间盘退变。     

人工髓核材料的研究进展

椎间盘退变性疾病是一种临床常见疾病,40%的下腰背疼痛是由腰椎间盘退变引起的。临床手术治疗只能在短期内缓解症状,无法达到根治的目的。在髓核摘除术后,人工髓核组织材料包括最早的硅橡胶、不锈钢和现在使用的水凝胶材料被用来填补病变的髓核组织,维持椎间盘足够的高度。随着组织工程和材料科学的不断发展,有希望使用干细胞或多能细胞来修复病变椎间盘或逆转其退变过程,重塑椎间盘的生理功能。现阶段组织工程仍然需要面临的问题是能否找到一种近似于髓核组织结构和功能的细胞外支架,为种子细胞的生长和生理活动提供合适的环境。文章就人工髓核材料的发展历史以及目前的研究情况展开综述。     

脂肪间充质干细胞复合血小板凝胶修复兔椎间盘退变

背景：富含血小板的血浆凝胶作为三维支架使其中干细胞可以呈立体生长,同时富含血小板的血浆凝胶又释放大量生长因子,促进脂肪间充质干细胞增殖及分化。 目的：探讨脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注入兔椎间盘退变模型后的修复作用。 方法：取兔动脉血采用二次离心法制备自体富血小板血浆,取兔肩胛间区脂肪分离培养脂肪间充质干细胞,制备脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体。新西兰大白兔随机分为对照组、模型组、富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组,后3组以穿刺法制备椎间盘退变模型,退变模型制备完成2周后,富含血小板的血浆凝胶组和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体组分别对退变间盘中注射相应材料。 结果与结论：兔椎间盘退变后,间隙明显降低,髓核信号明显降低,髓核内基质高,密度染色较深;而经富含血小板的血浆凝胶和脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体治疗后,上述症状明显改善,且脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体的治疗效果更好。提示对退变椎间盘内注射富含血小板的血浆凝胶支架及脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体均有利于减少退变对椎间盘的影响,其中脂肪间充质干细胞-富含血小板的血浆凝胶复合体注射效果更为突出。     

腰椎间盘退变:组织工程修复及生物力学评价

背景:目前腰椎间盘退变的临床治疗方法主要包括保守治疗、传统手术治疗、微创手术治疗,目的是缓解症状,其治疗远期效果不能令人十分满意。而致力于生物学功能恢复的治疗方法逐渐引起人们的重视,但其临床应用还遥遥无期。目的:就目前腰椎间盘退变的组织工程修复及生物力学研究进展进行综述。方法:由第一作者检索至2014年12月为止的Pub Med数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubM ed),以"intervertebral disc degeneration,clinical treatment,biological treatment,tissue engineering,biomechanics,repair,progress"为英文检索词。计算机初检得到100余篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除重复及不相关的报道,最终40篇英文文献符合纳入标准。结果与结论:尽管治疗椎间盘退变的方案多种多样,但椎间盘退变的治疗对临床医生和基础研究者来说仍然是一个巨大的挑战。目前临床上尚无完美的治疗方法,各方法需注意其适应证及长期随访评价。基于种种原因,椎间盘退行性疾病的生物学治疗方案变得越来越热门,为椎间盘退变的治疗提供了有希望的前景。到目前为止,虽然已经从动物试验中获得了大量的体内实验数据,但许多问题目前还远没有解决。其他挑战还涉及到一般组织工程学方法的各个方面,例如细胞、细胞因子和支架等。在这些研究中,以肝素功能化壳聚糖水凝胶、细胞因子、干细胞联合为基础的髓核组织工程,对髓核再生来说具有值得期待的前景。     

软骨终板干细胞动物体内成骨/软骨的初步研究

目的观察软骨终板干细胞在动物体内成骨/软骨的能力。方法临床获取腰椎退变椎间盘软骨终板,采用琼脂糖筛选软骨终板干细胞后进行传代扩增,扩增后的软骨终板干细胞与羟基磷灰石复合后植入裸鼠皮下,7周后处死裸鼠取出复合物,分别进行特殊染色和免疫组化染色分析。同时,将扩增的干细胞注入兔子退变椎间盘中,16周后行MRI检测,观察退变椎间盘修复情况。结果软骨终板干细胞羟基磷灰石复合物切片经甲苯胺蓝染色后有异染性,提示有软骨基质形成;同时Mallory染色显示羟基磷灰石空隙中有蓝染存在,说明有成熟的骨基质形成。免疫组织化学结果提示,所形成的基质主要为Ⅰ型和Ⅹ型胶原,同时有少量Ⅱ型胶原表达。MRI结果提示植入退变椎间盘的终板干细胞在动物体内可以分化为类软骨样细胞,从而修复退变椎间盘。结论软骨终板干细胞可以在动物体内向成骨/软骨方向分化。     

椎间盘退变的机制及修复

背景：目前为止,椎间盘退变源性腰痛的发病机制研究并不十分清楚明了,对于其治疗的手段也多种多样,但效果不一。目的：综述近年国内外椎间盘退变机制及修复的研究进展。方法：由第一作者检索至2014年11月为止 PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以“椎间盘退变因素,椎间盘源性腰痛,椎间盘退变治疗”等为检索词,共检索到78篇相关文献,排除重复研究,共30篇文献符合纳入标准。结果与结论：综合大量国内外科研人员对椎间盘退变的研究,目前比较推崇的退变因素包括形态学上的改变、炎性递质和细胞外基质的变化、生长因子的作用等,治疗上仍处于对其形态学的修复方面,其中经皮穿刺椎间盘减压、椎体融合、人工椎间盘置换、动态稳定系统等手术治疗方法对椎间盘退变引起的症状有确切的疗效。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

髓核细胞移植抑制椎间盘退变

背景：近年来,椎间盘细胞移植和椎间盘移植修复椎间盘退变研究取得较大的进展。目的：探讨髓核细胞的体外培养方法以及髓核细胞移植在抑制椎间盘退变研究中的作用。方法：通过数据库检索的方式探讨髓核细胞移植抑制椎间盘退变的研究。髓核细胞的主要功能是产生胶原和蛋白聚糖,改进髓核细胞的培养方法,使培养后的髓核细胞数量增多,合成和分泌细胞外基质增加,通过髓核细胞移植来修复退变的椎间盘。结果与结论：通过三维小球聚集培养、微载体旋转立体培养等方法可以使髓核细胞数量增多,肝细胞生长因子对髓核细胞增殖产生促进作用。髓核细胞移植可以恢复退变椎间盘高度,促进退变椎间盘内蛋白多糖和Ⅱ型胶原的生物合成和分泌。随着对椎间盘退变研究的不断深入,髓核细胞移植对退变椎间盘可能是一种重要的治疗手段。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

生长因子治疗椎间盘退变的研究进展

目的：探讨椎间盘退变的发生机制,总结生长因子治疗椎间盘退变的相关研究成果,并提出尚待解决的问题和未来研究的热点。方法：从刺激椎间盘细胞增殖,促进椎间盘基质的合成,抑制椎间盘细胞的凋亡,应用方式,现阶段研究中存在的问题等方面对国内外相关研究进行总结。结果：使用生长因子治疗椎间盘退变可以从生理结构上阻止、逆转椎间盘退变,恢复椎间盘丢失的高度和生物学功能。结论：椎间盘的生长因子治疗尚存在一定的问题和不足,随着研究的深入和应用方法的改进,生长因子治疗有望为椎间盘退变提供一条新的治疗途径。     

椎间盘退变模型的研究进展

椎间盘退变疾病发病率越来越高,但退变的机制尚不明确.椎间盘退变模型是现今研究椎间盘退变疾病的主要方式,退变模型主要分为体内退变模型和体外退变模型两大类.两种退变模型从不同角度研究椎间盘退变的病理生理过程,为揭示退变机制及预防、治疗椎间盘退变疾病起着重要作用.本文就目前国内外关于两种不同椎间盘退变模型研究的进展作一综述.     

纤维环来源间充质干细胞的特点及提纯筛选法的研究进展

纤维环是椎间盘结构的重要组成部分,在椎间盘正常解剖结构及维持脊柱生物力学稳定性中发挥重要作用.纤维环细胞的损伤与凋亡是引起椎间盘退变的主要原因之一.现今生物学修复纤维环的主要方法有基因工程、细胞移植及组织工程等.已有研究表明,可以从纤维环组织中提取获得纤维环来源间充质干细胞(AFMSC),但因取材困难,退变纤维环提取的...     

如何构建能较全面模拟人类椎间盘退变性疾病的椎间盘退变实验动物模型

背景：椎间盘退变性疾病的发病机制目前尚无定论,建立理想的椎间盘退变动物模型是研究该病发病机制或治疗的重要途径。 目的：对近年来各种椎间盘退变动物模型研究的模型选择、建模方法以及优缺点做一综述。 方法：计算机检索万方数据库、知网数据库、PubMed数据库以及FMJS数据库近5年国内外关于椎间盘退变的体内及体外动物模型的文献。 结果与结论：目前的文献报道显示中小型动物是现阶段较为常用的模型动物;造模方法可以分为体内和体外模型两大类,体外模型通过细胞或组织培养,从细胞及分子水平揭示椎间盘退变的机制,体内模型则使用不同种物理或化学方法对椎间盘进行干预,模拟椎间盘退变的结果,并从干预过程中反证椎间盘退变的机制。但因人类的椎间盘退变性疾病发病机制复杂,目前尚无定论,所以目前的动物模型均不能较全面的模拟人类椎间盘退变性疾病。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

透明质酸钠溶液复合可注射型骨髓间充质干细胞修复退变椎间盘

背景：透明质酸作为椎间盘组织工程支架的基质材料,可提供蛋白多糖附着点,增加蛋白多糖的沉积,以足够大的孔率允许种子细胞长入。 目的：观察透明质酸钠混合溶液复合骨髓间充质干细胞修复兔退变椎间盘的效果。 方法：以后外侧穿刺抽吸L1/2和L3/4髓核构建日本大耳白兔椎间盘退变模型,造模后2周应用微量注射器向L3/4椎间盘内注射同种异体骨髓间充质干细胞与透明质酸钠混合溶液作为实验组,L1/2椎间盘注射透明质酸钠作为对照组。注射后2,4,8,12 周时行兔椎间盘影像学及病理学检查。 结果与结论：对照组椎间盘高度呈降低趋势,实验组注射后2周椎间盘高度缓慢下降,之后缓慢升高,两组在4个时间点椎间盘高度指数改变差异有显著性意义(P < 0.05)。病理结果显示实验组髓核纤维环形态得到保留,髓核纤维环边界清晰,植入的骨髓间充质干细胞产生增殖分裂,并向周围迁徙规律排列,其病理学评分明显高于对照组。12周内实验组Ⅱ型胶原含量高于对照组(P < 0.05)。说明移植于退变椎间盘内的骨髓间充质干细胞能够存活,且有增殖能力,其与透明质酸钠混合溶液联合移植可以延缓退变椎间盘进一步退变,并促进退变椎间盘修复。     

颈椎成骨性退变间盘组织学改变及局部骨化灶的潜在形成机制

背景:病变椎间盘周围成骨性退变可加重神经压迫,增加手术风险.但目前国内外对临床颈椎成骨性退变患者间盘组织学的改变及潜在成骨机制鲜有报道.目的:对颈椎成骨性退变患者病变椎间盘进行组织学观察,并初步探索局部骨化灶潜在形成机制.方法:临床筛选颈椎病手术治疗患者,术中收集手术节段病变椎间盘组织,根据术前颈椎X射线片及CT检测将...     

椎间盘退变模型的研究现状及进展

目的：探讨椎间盘退变模型的研究现状及进展。方法：在Pubmed、中国知网查阅有关椎间盘退变模型研究的文献,进行汇总分析。结果：椎间盘退变模型可以通过体外和体内两种方法构建,前者包括椎间盘细胞模型和椎间盘组织模型,后者包括诱发性椎间盘退变模型和自发性椎间盘退变模型。体外模型适用面较广,但培养要求较高,不能全面模拟体内环境;体内培养干预技术较容易实现,但适用面较窄。结论：人椎间盘退变的影响因素繁多,目前的椎间盘退变模型往往具有一定的局限性,无法全面地模拟出人的椎间盘退变情况。无创、微创构建椎间盘退变模型将是未来的发展趋势。     

椎间盘退变与修复动物的体内模型和体外模型

背景:动物模型可以用于研究一些具体的椎间盘生物学方面的科学问题。椎间盘退变的模型主要用于解决相关疾病机制及其治疗的科学与安全问题。目的:总结目前用于椎间盘退变研究的实验动物模型,根据椎间盘影像学、形态学、生物力学以及生化组分等指标的改变,动态观察并证实椎间盘退变的病理过程。方法:以Intervertebral disc degeneration,Animal models,In vivo,In vitro等为检索词,检索Cochrane图书馆(2009年第1期),Cochrane图书馆临床对照试验资料库(2009年第1期),MEDLINE(1990/2009-03),EMbase(1990/2009-03)、Current Controlled Trials,The National Research Register。文献检索语种限制为英文。以椎间盘影像学、形态学、生物力学以及生化组分等指标的改变和椎间盘退变的病理过程为评价指标。纳入涉及椎间盘细胞培养模型、全椎间盘组织培养模型、力学模型,损伤模型,生物学模型,基因改造模型,自发模型等的相关文章。排除重复性研究和所述内容与椎间盘退变动物模型相关度不高的研究。结果与结论:建立一种可靠的椎间盘退变动物模型能够为研究椎间盘退变发病机制提供有利条件,同时为修复治疗退变椎间盘的各种研究提供良好的实验载体。椎间盘退变的动物模型可分为两大类:椎间盘退变与修复体外模型和体内模型。其中前者可分为椎间盘细胞培养模型与全椎间盘组织培养模型;后者分为力学模型,损伤模型,生物学模型,基因改造模型,自发模型等。以上模型常用于研究椎间盘退变的发生机制和各种治疗手段的可行性、有效性。但是目前仍无公认的理想椎间盘退变动物模型,已报道的各类模型也均有各自的优缺点。