退变椎间盘微环境对间充质干细胞双重调控机制的研究进展

Research progress on dual regulation of degenerative intervertebral disc microenvironment on mesenchymal stem cells

中文摘要:

  椎间盘退变（intervertebral disc degeneration，IVDD）是慢性腰背痛的主要病因，相关退变性疾病的患病率呈逐年上升趋势，对患者生活质量造成严重影响，并产生巨大的社会经济负担。IVDD的发病机制涉及多重因素的复杂相互作用，包括遗传易感性、机械应力负荷、炎症反应以及氧化应激损伤等病理过程，在这一复杂的病理网络中，炎症和免疫反应占据核心地位，其中巨噬细胞作为关键的免疫效应细胞，能够根据微环境信号的变化发生功能表型极化，进而调控局部炎症反应的强度和方向。这种极化状态的动态变化直接决定椎间盘细胞的生物学行为和细胞外基质的代谢平衡，已成为IVDD发生机制研究的重点。间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）因其独特的多向分化潜能和免疫调节特性，为IVDD的再生治疗开辟了新的途径。然而，退变椎间盘内部存在的恶劣微环境，包括低pH值、缺氧状态、持续性炎症反应以及氧化应激等不利因素，对MSCs的存活能力和功能发挥构成了严重威胁。研究证实，酸性环境和缺氧条件能够诱导MSCs发生凋亡，显著削弱其再生修复潜能，特别是在高龄患者或有合并症患者中，这种不利的微环境不仅抑制MSCs的增殖活性，还干扰其正常的分化进程，最终影响椎间盘组织修复的整体效果。外泌体（exosomes）是细胞间通讯的重要载体，携带丰富的生物活性分子，包括特异性microRNA和功能蛋白质，能够精确调控靶细胞的生理活动。在IVDD的病理微环境中，外泌体的分子组成和生物学功能发生相应的适应性改变，从而影响MSCs的治疗效果。研究表明，外泌体内的特定microRNA分子能够调控MSCs的分化方向，同时调节其对炎症反应的免疫调节能力，为改善IVDD提供了分子机制基础。MSCs能够通过分泌外泌体精确调节椎间盘细胞的生物学行为，表现出显著的双向调控特征。笔者就退变椎间盘微环境对MSCs的双重调控机制进行综述。

英文摘要: