腰椎间盘退变指腰椎间盘各部分组织发生老化退变，主要症状为慢性腰痛和下肢神经根性疼痛等。大部分患者的临床症状通过休息或药物治疗疼痛可得到缓解，或采用外科手术，但上述治疗手段均无法逆转退变椎间盘的病理状态，术后并发症发生率较高。
 

干细胞具有体外扩增及分化再生潜能，在特定条件下向成骨、成软骨、成脂及髓核细胞分化，且具有免疫原性低和免疫调节性的特点，使得干细胞移植成为修复腰椎间盘退行性病变研究的热点，备受研究人员关注！
 
目前研究最多的干细胞种类是间充质干细胞（MSCs），已被证明可以改善腰椎间盘退变的进展，它具备了用于腰椎间盘退变研究的特点：
(1) 数量多，易于获取；
(2) 分化为髓核细胞的性能好；
(3) 适应低氧、低糖及偏酸性的椎间盘退变局部微环境；

1、基础研究 
既往研究，干细胞移植已用于髓核细胞分化研究等基础研究，各种方式诱导MSCs向髓核细胞分化取得了效果。椎间盘内是一个特殊的低氧环境，髓核细胞在特殊低氧环境下具有正常繁殖及更新的能力，Hudson等人将MSCs在低氧（5%O2）情况下研究其分化能力，实验结果表明低氧条件促进MSCs向髓核分化，糖胺聚糖（GAG）及胶原蛋白表达增加，更好地促进骨修复。
 
除髓核分化研究外，干细胞外泌体也是最新研究方向。据《Cell Cycle》刊登报道，MSCs来源的外泌体通过传递靶向混合谱系激酶3 (MLK3)的miR-142-3p来抑制髓核细胞的凋亡和MAPK信号，并可减少IL-1细胞因子诱导的炎症细胞因子的分泌。
 

2、动物实验
鉴于MSCs在体外研究的成功，研究人员已动物体内进行干细胞移植研究。Zeng等人将负载人MSCs的凝胶植入犬椎间盘退变模型，影像学发现椎间盘高度和MRI信号强度均得到明显改善，Ⅱ型胶原及蛋白多糖表达增加；研究者又将骨髓来源的MSCs与富血小板血浆复合物局部注射到模型动物腰椎间盘，结果发现与富血小板血浆合用能更持久地改善椎间盘退变。
 

3、临床试验
基于动物模型水平研究的成功，逐步将干细胞移植用于临床研究，主要为椎间盘源性腰痛的治疗。2016年的一项研究显示，研究人员将自体MSCs在低氧环境培养后局部移植至5例受试者椎间盘后，随访发现4例腰部活动程度不同程度改善，且4～6年后经MRI检查证实注射部位附近未发现肿瘤增殖或其他并发症，说明干细胞移植在临床上是安全可行的。
 
2017年的一项Ⅰ期临床研究报告，Kumar研究者将脂肪来源的MSCs与透明质酸复合后移植用于10例椎间盘源性腰痛的患者（指标：疼痛持续> 3个月、疼痛视觉模拟量表评分>4分、Oswestry功能障碍指数≥30%），受试者注射1年后并未发现显著并发症，6例患者MRI显示椎间盘退变程度好转，其中3例显示椎间盘含水量增加，各类指标评分改善明显，生活质量提高。
 
另外，移植方法学也是值得讨论的问题。由于椎间盘的无血管分布的特性，局部注射移植目前仍然是唯一的给药途径，研究者考虑将干细细胞搭载载体或培养基植入，有些临床试验使用的载体是胶原、纤维蛋白、透明质酸和透明质酸衍生物凝胶。
 
目前的临床前/临床研究结果均提示干细胞应用于椎间盘退变性疾病治疗具有光明前景，不断地优化完善干细胞移植手段，使其有效修复腰椎间盘退变的新方法！