综述：椎间盘退变的再生治疗策略

这篇综述系统阐述了椎间盘退变（IVDD）的病理机制与再生治疗策略，聚焦生物材料（如HA水凝胶）、干细胞疗法（MSCs/iPSCs）、外泌体及基因编辑（CRISPR-Cas9）在恢复细胞外基质（ECM）稳态、抑制炎症（TNF-α/IL-1β）和促进组织再生中的协同作用，为腰背痛（LBP）治疗提供转化医学新视角。

　　

引言

椎间盘退变（IVDD）是腰背痛（LBP）的主要病因，全球约6.32亿患者受累。当前治疗以症状缓解为主，而再生医学通过生物材料、干细胞和基因编辑等策略，靶向调控退变机制，为功能重建提供新方向。

椎间盘解剖与病理机制

椎间盘由髓核（NP）、纤维环（AF）和软骨终板（CEP）组成。退变始于NP中脊索细胞减少，引发ECM代谢失衡（如胶原II降解、MMPs上调），炎症因子（TNF-α/IL-6）进一步促进神经血管异常长入，导致疼痛。

当前治疗局限

非甾体抗炎药（NSAIDs）和手术仅缓解症状，无法逆转ECM破坏。康复训练虽改善功能，但对晚期结构损伤效果有限。

再生治疗策略

生物材料功能化

HA水凝胶通过下调MMP-3和ADAMTS-4，恢复NP水合作用；镁离子载体减轻氧化应激，而3D打印仿生支架（如PCL复合TGF-β3）可匹配力学性能。

干细胞疗法

• MSCs：BM-MSCs通过旁分泌抑制NF-κB通路，减少NP细胞凋亡；WJ-MSCs因低免疫原性成为理想候选。
• iPSCs：经GSK3i诱导分化的脊索样细胞可长期表达Brachyury，修复大鼠尾椎模型。
• 外泌体：ADSC外泌体通过miR-21抑制PTEN/PI3K通路，延缓ECM降解。

基因编辑

CRISPR靶向敲除TNFR1/IL1R1可阻断炎症级联；腺病毒载体Ad-Sox9提升胶原II合成，但免疫原性需优化。

临床转化挑战

• 细胞存活：低氧、酸性微环境限制移植细胞活性，需结合仿生材料（如藻酸盐微球）递送。
• 标准化：外泌体分离和iPSC安全性评估缺乏统一标准。
• 伦理争议：iPSCs潜在致瘤性及克隆技术滥用风险需严格监管。

未来方向

AI辅助诊断联合多组学分析将实现精准分型；3D生物打印构建患者特异性椎间盘，结合基因编辑（如HIF-1α调控）有望突破再生瓶颈。

（注：全文严格依据原文数据，未新增结论或图示引用。）