转化生长因子-β对间充质干细胞分化的调控及其在椎间盘退行性疾病中应用的研究进展

Research progress of transforming growth factor-β regulating the differentiation of mesenchymal stem cells and its application in the treatment of degenerative disc diseases

中文摘要:

  椎间盘退变（intervertebral disc degeneration，IVDD）是导致腰痛和脊髓、神经功能障碍的常见原因，严重影响患者的生活质量，同时加重了社会及家庭的经济负担。目前，IVDD的机制尚未完全阐明，有研究发现髓核细胞（nucleus pulposus cell，NPC）死亡、细胞外基质（extracellular matrix，ECM）降解及炎症因子积累等微环境的改变在IVDD的进展中起重要作用。ECM主要由Ⅱ型胶原和蛋白多糖组成，在维持椎间盘水分、高度和缓冲脊柱轴向负荷方面发挥着关键作用。在椎间盘退变早期，蛋白多糖逐渐分解，Ⅱ型胶原蛋白被Ⅰ型胶原蛋白取代，随后在各种理化因素的刺激下，细胞外基质降解酶的表达增加，进一步促进ECM降解，使椎间盘形成高渗透压、缺血缺氧的微环境，导致椎间盘细胞死亡率增加。最新研究表明，椎间盘内炎症细胞和炎症因子的增加引发炎症级联反应并激活多种信号通路导致椎间盘细胞凋亡与ECM降解。因此，在IVDD的早期阶段，以细胞为基础的组织再生干预疗法，在理论上可以延缓甚至逆转其退变过程，并可能恢复椎间盘的生物和机械性能。近年来随着组织工程和再生医学的迅速发展，大量研究表明适度激活转化生长因子-β（transforming growth factor-β, TGF-β）通路可促进间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）向髓核样细胞、软骨样细胞以及纤维环样细胞的分化，进而修复退变的椎间盘组织[5]，为椎间盘退行性疾病的临床防治提供新的方法。

英文摘要: