Pooled Human BM-MSCs and Hyaluronic Acid Restore Disc Matrix Homeostasis and Histological Architecture in a Rat Disc Degeneration Model of Lower Back Pain
本研究表明，在椎间盘疾病的大鼠模型中，将池化的人源骨髓间充质基质细胞与透明质酸水凝胶结合进行椎间盘内注射，能有效恢复椎间盘基质稳态、逆转纤维化退变并缓解腰痛。
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人类的脊柱是一叠了不起的骨头，但在每块椎骨之间，都存在着一种被称为椎间盘的柔软、类似垫子般的结构。这些椎间盘充当着缓冲器的角色，使脊柱能够在保护内部神经的同时进行弯曲和扭转。随着时间的推移，或者在受伤之后，这些垫子会逐渐磨损。原本含有水分以保持椎间盘饱满且功能正常的胶状中心，会开始变得干枯并萎缩。维持这种胶状物质的细胞失去了履行职责的能力，组织也往往变得僵硬并出现瘢痕，这种状况被称为椎间盘退行性变。这一过程是慢性腰痛的主要原因，这种问题影响着数百万人，并可能严重限制日常生活。虽然医生有很多管理疼痛的方法，例如药物或手术，但很少有治疗方法能真正阻止损伤或帮助椎间盘自我修复。科学家们一直在探索是否可以使用活体细胞，特别是被称为间充质基质细胞的细胞，来修复这些受损的椎间盘，但创造一种一致且有效的疗法一直很困难。
一个研究小组设定了一个特定的策略，旨在测试是否可以在活体模型中逆转这种损伤。他们专注于一种名为 Stempeucel 的疗法，该疗法结合了人类骨髓细胞与一种称为透明质酸的胶状物质。其核心理念是将这种混合物直接注射到受损的椎间盘中，观察它是否能够恢复组织的自然结构并缓解疼痛。为了实现这一目标，他们首先需要一种可靠的方法，在实验室环境下创建一个模拟人类情况的受损椎间盘。在测试了各种工具后，他们确定标准的 22 号针头是刺穿大鼠下背部椎间盘的合适尺寸。这种针头既足以造成必要的损伤以模拟退行性变，又足够细小，以避免造成过度的、不受控制的损伤或导致治疗材料泄漏。他们使用这种方法在大鼠身上建立了椎间盘退行性变的模型，诱发了与人类类似的组织分解和瘢痕形成。
一旦损伤建立完成，研究人员将动物分为不同的组别进行疗法测试。一些大鼠未接受治疗，一些仅接受了胶状载体，另一些则接受了三种不同强度的细胞疗法：500 万、1000 万或 1500 万个细胞。这些细胞是一种特殊的“混合型”混合物，意味着它们是从三名健康的捐赠者那里收集并组合在一起的。选择这种方法是为了确保细胞发挥作用时具有一致性，而不是依赖于仅来自一个人的细胞，因为个人的细胞质量可能会有所不同。研究人员在十二周的时间里观察了这些动物，不仅检查了显微镜下的椎间盘状态，还观察了动物的运动能力和疼痛反应。他们通过观察大鼠从热光源前撤回尾巴的速度，或它们对足部轻微压力的反应来测量疼痛。他们还分析了大鼠的行走模式，以观察随着治疗生效，它们的协调性是否有所改善。
结果显示，该疗法有效，尤其是在使用较高剂量时。在为期十二周的研究结束时，接受高剂量细胞疗法的实验鼠表现出疼痛显著减轻，并恢复了正常的行走模式。当研究人员在显微镜下观察椎间盘时，发现经过治疗的椎间盘看起来比未经治疗的要健康得多。组织恢复了其结构，且内部细胞已开始产生更多维持健康椎间盘所必需的基础构建模块，例如保持组织柔软并锁住水分的蛋白质。至关重要的是，该疗法帮助逆转了通常发生在损伤后的瘢痕化和僵硬现象。受治疗椎间盘中的细胞开始重新像健康的软骨细胞一样运作，产生重建椎间盘核心所需的正确材料。相比之下，未经治疗的动物的椎间盘仍处于受损状态，表现出持续的瘢痕化以及健康胶状物质的流失。
重要的是，这项研究还观察了治疗是否会对身体的其他部分造成任何伤害。研究人员检查了接受治疗动物的大脑、心脏、肺、肝、肾以及其他器官，未发现任何损伤或异常迹象。细胞停留在被注射的位置，并未在其他地方引起问题。这表明该疗法是安全的，并且不会引发身体的毒性反应。研究结果表明，使用人体细胞结合支持性胶状物质可以帮助受损的椎间盘实现自我修复，从而恢复其形状和功能。虽然这项研究是在大鼠身上进行的，且研究人员指出在应用于人类之前需要更大规模的动物模型，但这些结果提供了一条充满希望的前行之路。这项工作证明，我们不仅可以管理破损椎间盘的症状，而且可以真正鼓励身体去修复底层的损伤，为未来通过促进脊柱自我修复来治疗由椎间盘磨损引起的腰痛提供了希望。
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