研究人员探索椎间盘对损伤的早期反应及其改善方法

费城-研究人员可能已经找到一种方法,可以在椎间盘损伤中按暂停,让医生有更多的时间来治疗椎间盘突出症。由佩恩医学领导的研究小组发现,

费城-研究人员可能已经找到一种方法,可以在椎间盘损伤中按暂停,让医生有更多的时间来治疗椎间盘突出症。由佩恩医学领导的研究小组发现,椎间盘外侧区域的细胞在受伤后变得压力大,并开始了次要的愈合过程,然后研究人员发现可以暂时使这种细胞平静下来的药物对其进行阻断。这项使用特殊工程生物材料和小动物模型进行的研究今天在《自然生物医学工程》上发表。

研究人员探索椎间盘对损伤的早期反应及其改善方法

宾州医学系麦凯骨科研究实验室的博士后研究员爱德华·邦纳维(Edward Bonnevie)博士说:“这项工作揭示了我们在减慢椎间盘退变和预防背痛方面将面临的一些挑战。”“大多数脊柱研究集中在椎间盘的内部,但是我们的工作突出了我们需要对整个椎间盘进行治疗的事实,我们相信这样做可能会导致确定新的治疗靶点。”

脊柱中的椎间盘的加压和结构类似于水囊,其内部的吸水蛋白受到纤维组织外层的约束,该纤维组织的外层始终处于拉伸状态。椎间盘旨在缓冲椎骨,避免彼此直接痛苦地接触。邦内维(Bonnevie),资深作者罗伯特·L·莫克(Robert L. Mauck)博士,整形外科教授,麦凯实验室(McKay Lab)的负责人,以及他们的其他研究人员决定将研究重点放在经常被忽视的光盘外侧区域。

“我们知道,由于椎间盘损伤和变性,内部区域的细胞会发生变化,研究人员已尝试恢复这些细胞的功能,” Bonnevie说。“但是您可以想到这就像试图填充已经有孔的水气球-它本身不是可行的治疗选择。”

在研究人员创造出的生物材料中,它们模仿了椎间盘外部区域的组织,他们发现,当发生类似椎间盘打滑的损伤并失去压力时,突然释放的组织会变得混乱。当发生这种情况时,他们在小型动物模型中发现,它导致生成的修复组织与正常组织不同,但具有疤痕组织的特征。

此外,他们发现在受伤的24小时内,程序性细胞死亡(称为凋亡)迅速发生。这就构成了一个挑战,因为与人体其他区域不同,椎间盘中的细胞缺乏血液供应,并且无法轻易填充再生所需的新细胞。

通过发现为什么椎间盘细胞会在压力降低时做出反应,研究小组发现,使用诸如fasudil的细胞收缩生物抑制剂可以有效地“放松”细胞,使其免受突然失去其典型伸展状态的冲击。一旦放松,细胞将延迟其默认的愈合反应,这有可能向医生购买所谓的“治疗窗”进行干预。

“这些数据表明,在表型转变发生和瘢痕组织形成之前,必须在受伤后不久治疗椎间盘损伤。这可以通过全身使用法舒地尔等抑制剂或与外科手术植入生物材料相结合来完成。旨在恢复天然组织的结构和功能。”

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