炎癥環(huán)境與拉伸應變的協(xié)同作用對人AF細胞產生的影響
下腰痛（LBP）是青少年和青年人殘疾生活年數(shù)排名前 10 位的疾病之一，影響世界 70-85% 的人口。LBP 可以被認為是一種多因素疾病，但與腰椎間盤退變（IVD）密切相關。
IVD 的外環(huán)，纖維環(huán)（AF），由同心膠原纖維層組成，這些纖維通過彈性蛋白和微原纖維相互連接，在不同的位置被連接不同板層的區(qū)域中斷，稱為跨板層橋接網絡（TBLN）。誘發(fā) AF 衰竭的因素包括機械應力，此前已證明機械應力會增加人類 AF 細胞中的促炎基因表達。機械負荷似乎與促炎環(huán)境協(xié)同作用，通過 TBLN 失調削弱 AF。但是，適度的機械應力也顯示出可以挽救暴露于促炎刺激的 AF 細胞的促炎基因表達�？傮w而言，AF 機械性減弱和隨之而來的椎間盤突出的病理機制仍有待充分了解。
腰椎間盤突出癥（LDH）突出癥涉及 AF 和髓核（NP）的改變，包括蛋白聚糖和水含量的損失、基質金屬蛋白酶（MMP-1、-2、-3、-9 等）和炎癥介質（組織壞死因子TNF-α、白細胞介素IL-1β 等）的上調導致椎間盤組織的弱化和機械故障。最近，末端補體復合物（TCC），一種炎癥觸發(fā)物，也被認為與疾病進展有關。MMPs 的不平衡會削弱 IVD 細胞外基質（ECM），從而導致 NP 通過 AF 擠壓，最終導致 LDH。早期治療以加強 LDH 中的 AF 將是預防疾病進展的重要策略。
正在出現(xiàn)基于細胞的療法來治療 LBP 和 IVD 變性。特別是，基于間充質干細胞/基質細胞（MSC）的療法已被證明可促進 NP 中的 ECM 合成并增加小動物模型中的椎間盤高度。退化的 IVD 是一種苛刻的生化和生物力學條件，在高復雜的機械負荷下具有酸性pH、高濃度的促炎因子和基質降解酶。這種環(huán)境是細胞療法成功轉化的挑戰(zhàn)，包括 MSCs。此外，需要更復雜的體外研究將多方面診斷環(huán)境和不同影響因素的相互作用考慮在內。
來自德國烏爾姆大學創(chuàng)傷外科和生物力學研究所、葡萄牙波爾圖大學生物醫(yī)學研究所的一項研究中，證明了炎癥環(huán)境與拉伸應變協(xié)同作用，對人類 AF 細胞產生影響，促進炎癥標志物、細胞補體調節(jié)因子和彈性蛋白的上調；增加 MMP 活性和 TIMP 產量；并降低 COL1A1 的表達。此外，還證明了 MSC 分泌組在退化的 IVD 中的作用機制的一個新方面，即調節(jié) AF 細胞的 MMP 活性和 TIMP-1 的產生。
參考文獻：Gonçalves RM, Saggese T, Yong Z, Ferreira JR, Ignatius A, Wilke HJ, Neidlinger-Wilke C, Teixeira GQ. Interleukin-1β More Than Mechanical Loading Induces a Degenerative Phenotype in Human Annulus Fibrosus Cells, Partially Impaired by Anti-Proteolytic Activity of Mesenchymal Stem Cell Secretome. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Jan 28;9:802789. doi: 10.3389/fbioe.2021.802789. PMID: 35155408; PMCID: PMC8831733.
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IVD 的外環(huán)，纖維環(huán)（AF），由同心膠原纖維層組成，這些纖維通過彈性蛋白和微原纖維相互連接，在不同的位置被連接不同板層的區(qū)域中斷，稱為跨板層橋接網絡（TBLN）。誘發(fā) AF 衰竭的因素包括機械應力，此前已證明機械應力會增加人類 AF 細胞中的促炎基因表達。機械負荷似乎與促炎環(huán)境協(xié)同作用，通過 TBLN 失調削弱 AF。但是，適度的機械應力也顯示出可以挽救暴露于促炎刺激的 AF 細胞的促炎基因表達�？傮w而言，AF 機械性減弱和隨之而來的椎間盤突出的病理機制仍有待充分了解。
腰椎間盤突出癥（LDH）突出癥涉及 AF 和髓核（NP）的改變，包括蛋白聚糖和水含量的損失、基質金屬蛋白酶（MMP-1、-2、-3、-9 等）和炎癥介質（組織壞死因子TNF-α、白細胞介素IL-1β 等）的上調導致椎間盤組織的弱化和機械故障。最近，末端補體復合物（TCC），一種炎癥觸發(fā)物，也被認為與疾病進展有關。MMPs 的不平衡會削弱 IVD 細胞外基質（ECM），從而導致 NP 通過 AF 擠壓，最終導致 LDH。早期治療以加強 LDH 中的 AF 將是預防疾病進展的重要策略。
正在出現(xiàn)基于細胞的療法來治療 LBP 和 IVD 變性。特別是，基于間充質干細胞/基質細胞（MSC）的療法已被證明可促進 NP 中的 ECM 合成并增加小動物模型中的椎間盤高度。退化的 IVD 是一種苛刻的生化和生物力學條件，在高復雜的機械負荷下具有酸性pH、高濃度的促炎因子和基質降解酶。這種環(huán)境是細胞療法成功轉化的挑戰(zhàn)，包括 MSCs。此外，需要更復雜的體外研究將多方面診斷環(huán)境和不同影響因素的相互作用考慮在內。
來自德國烏爾姆大學創(chuàng)傷外科和生物力學研究所、葡萄牙波爾圖大學生物醫(yī)學研究所的一項研究中，證明了炎癥環(huán)境與拉伸應變協(xié)同作用，對人類 AF 細胞產生影響，促進炎癥標志物、細胞補體調節(jié)因子和彈性蛋白的上調；增加 MMP 活性和 TIMP 產量；并降低 COL1A1 的表達。此外，還證明了 MSC 分泌組在退化的 IVD 中的作用機制的一個新方面，即調節(jié) AF 細胞的 MMP 活性和 TIMP-1 的產生。
參考文獻：Gonçalves RM, Saggese T, Yong Z, Ferreira JR, Ignatius A, Wilke HJ, Neidlinger-Wilke C, Teixeira GQ. Interleukin-1β More Than Mechanical Loading Induces a Degenerative Phenotype in Human Annulus Fibrosus Cells, Partially Impaired by Anti-Proteolytic Activity of Mesenchymal Stem Cell Secretome. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Jan 28;9:802789. doi: 10.3389/fbioe.2021.802789. PMID: 35155408; PMCID: PMC8831733.
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