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骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变

[本文为疾病百科知识,仅供阅读]  发布日期:2019-09-20 11:15   阅读:

  骨髓间充质干细胞(BMSC)是一种有多向分化潜能的细胞,其具有免疫原性低,免疫调节性和获取容易等特点。已有很多研究报道了BMSC特性并进行了大量诱导BMSC在体内外向椎间盘样细胞分化的实验,并获得成功。有大量的研究证实了BMSC用于治疗椎间盘退变疾病是可行的。近年有一些临床报道称将BMSC移植入患有椎间盘退变疾病的患者,可以延缓椎间盘的退变。

  椎间盘退变可引起各种嵴柱退行性疾病,据报道称,在美国等西方国家由椎间盘退变而引发的腰腿痛已导致了约196亿美元的年经济负担。年龄不断增大,椎间盘组织出现退行性改变,表现为纤维软骨样细胞逐渐取代髓核细胞,水分、蛋白多糖和Ⅱ型胶原等一些物质的含量明显降低,髓核的抗压能力也会不断减弱,由于长期的压力负荷刺激,椎间盘组织退变的进程会加速。现在临床手术治疗方法中的椎间盘切除术和嵴柱融合术等一些方法能够缓解椎间盘组织退变的症状,但是复发率比较高,可能会使邻近节段加速退变,嵴柱不稳定因素增加。目前,非手术治疗也只能缓解症状,有的甚至可能加重病情。所以,椎间盘退变治疗的一种理想的方法是使其减慢或逆转。

  目前,一些学者主要进行骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSC)作为种子细胞参与治疗的研究。BMSC 来自于骨髓非造血干细胞,是一种有多向分化潜能的细胞,有免疫原性低和免疫调节性的特点。已有研究报道了 BMSC 特性,已有很多学者进行了 BMSC 的诱导实验,诱导其在体内外向椎间盘样细胞分化,并获得成功。有大量的研究证实了BMSC用于治疗椎间盘退变疾病是可行的,已从动物实验跨越到临床研究,这对BMSC参与椎间盘退变治疗的发展是有利的。

骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变

  1 BMSC生物学特性及治疗椎间盘退变的可行性

  已有研究表明,BMSC可以在体外进行扩增,并且有多向分化的能力以及免疫原性低和免疫调节性等一些特点。骨髓中 BMSC 的含量比较少(每 104 ~ 105 单个核细胞中含有一个) [6] ,但与其他组织来源比较,相对高一些,并且其来源相对充足,取材较为方便,而且分离培养也较为简单,能够获得大量的细胞。BMSC绝大部分都处于G0到G1期,大概会持续 3~5 d,而后开始复制期,最后是稳定期。BMSC在体内能够不断再生,但其在体外的扩增和分化能力是有限的。有研究[8] 称在体外,BMSC能够扩增至40 代,也有研究表明在体外,BMSC 仍可能恶性扩增。在临床应用上必须确保BMSC的来源,所以,体外扩增是必须的。

  用移植髓核细胞的方法来治疗椎间盘退变疾病的研究取得了一些成果,但目前我们面对的困难是取得髓核细胞的途径较难,如果我们从自体椎间盘中取得,可能会导致或加速椎间盘退变的发生。就 BMSC而言,其取材与髓核细胞的取材相比相对容易一些,而且其具有的多向分化潜能、免疫原性低和免疫调节等一些特点,使用 BMSC 治疗椎间盘退变的可行性更大。现在已有研究证明了在治疗椎间盘退变上,BMSC植入与髓核细胞植入对椎间盘抑制的作用是相似的。

  2 BMSC治疗椎间盘退变的体外实验研究

  用细胞因子刺激骨髓间充质干细胞使其分化是进行骨髓间充质干细胞体外诱导的最常见方法。 Steck 等成功的用转化生长因子 β(transforming growth factor beta, TGF-β)诱导BMSC向软骨细胞分化。检测分化后的骨髓间充质干细胞表达特征,软骨细胞和椎间盘细胞的相关基因,进行比较,发现分化后的骨髓间充质干细胞更接近椎间盘细胞。

  骨髓间充质干细胞的分化不仅可以由细胞因子诱导,而且周围环境对其分化也有影响。在成人的椎间盘中没有血供的组织,因此Risbud等对椎间盘低氧环境进行了模拟,研究了BMSC向髓核样细胞分化的过程,并证明在低氧条件下,BMSC向有髓核样细胞分子表型的细胞分化是可以的

  3 BMSC治疗椎间盘退变的体内实验研究

  3.1 动物实验

  当在体外研究BMSC成功后,一些学者开始了在体内研究 BMSC 移植,并进行了大量的动物实验。 Sakai等用腺病毒重组体把兔的自体BMSC进行标记,支架是端胶原(atelocollagen)凝胶,植入已经退变椎间盘中,BMSC可以很好的存活和进行增殖,最终发育成与椎间盘细胞相似的细胞,提供了BMSC可以向椎间盘细胞分化的证据。

骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变

  3.2 临床试验

  研究人员做了人体的临床实验,选取的患者年龄分别为 70 岁和 67 岁,共两例,他们在临床上的表现是腰背痛和下肢麻木为椎间盘退变疾病,把取自自体的BMSC植入2例患者的退变的椎间盘中,2年后随访提示显着改善了退变的椎间盘,经检测含水量增加,改善了腰椎不稳,显着缓解了临床症状,退变的椎间盘得到恢复。该研究预示了将 BMSC作为细胞治疗的一种用于治疗椎间盘退变是有前景。

  Orozco等研究了将BMSC作为细胞治疗的一种去治疗人体椎间盘退变的可行性和安全性。研究人员选择10例纤维环完整、腰背痛的腰椎间盘突出症的患者,植入自体BMSC在髓核区,进行1年的随访,经过各种检测和评价证明用 BMSC 治疗椎间盘退变的可行性和安全性是有一定保障的。这些临床实验也提示用BMSC治疗椎间盘退变可能是的一种有效的保守治疗的选择,并且它手术治疗更简单一些,有相同或更好的缓解疼痛的作用。

  4 展望

  细胞治疗在治疗椎间盘退变的方法中是一种很有前景的治疗方法,BMSC有一些优势可作为治疗椎间盘退变的种子细胞例如其来源较广泛、获得途径相对容易,生物活性强。目前来看,BMSC在治疗椎间盘退变的研究中,在体内和体外都取得了一定的成果。但是也有一些问题需要我们考虑,例如,我们该怎么控制 BMSC 的增殖、分化和防止肿瘤的形成。总之,BMSC作为种子细胞进行治疗椎间盘退变的方法,也是细胞治疗的一种,也提供了一种新的思路治疗椎间盘退变,成为治疗椎间盘退变疾病的有效方法。

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