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肌肉骨骼功能维持新视角:细胞调控机制的科学解析

肌肉骨骼功能维持新视角:细胞调控机制的科学解析 山东芯超生物技术有限公司
2025-07-24
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退行性肌肉骨骼疾病,如骨质疏松症、骨关节炎、退行性椎间盘疾病和肌肉减少症,是老年人的主要问题。


这些疾病会引起疼痛,使其难以移动,并降低运动能力,导致日常活动的长期问题。目前的治疗主要侧重于缓解疼痛,但不能有效地恢复功能或修复组织。最近,基于细胞的疗法因其组织再生的能力而受到关注。










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退行性肌肉骨骼疾病(dmd)是影响肌肉和骨骼的年龄相关疾病,包括骨质疏松症、骨关节炎(OA)、肌肉减少症和退行性关节疾病。这些疾病会导致疼痛、运动减少和功能困难。dmd患者通常面临行动不便、跌倒风险较高、提前退休、幸福感下降和社会参与减少等问题,导致生活质量下降。此外,dmd增加了医疗保健成本和患者和医疗保健系统的财务压力。随着全球人口老龄化,预计到2020年65岁及以上人口将达到7.27亿,这些疾病的患病率正在上升,构成重大的社会和健康挑战。


目前对dmd的治疗主要分为两大类:保守治疗和手术治疗,手术是最后的手段。止痛药是常用的,但不能阻止疾病的进展,往往导致手术。一些药物可以减缓骨质疏松症,但会带来严重的副作用,这就强调了对能够再生组织和恢复功能的新疗法的需求。以细胞为基础的疗法在再生医学中显示出前景。


这些疗法使用不同的细胞类型及其衍生物,在治疗心血管疾病、癌症和神经系统疾病等疾病方面非常有效。最近的综述强调了这一领域的进展。对于dmd,基于细胞的疗法在临床前研究中显示出令人鼓舞的结果,并且在临床试验中是安全的,但安全性和标准化等问题仍然存在。


本综述概述了过去使用细胞治疗dmd的尝试,描述了这些治疗的现状,总结了最近的发现,确定了主要的未解决的问题,提出了当前的挑战,并为未来的研究和临床试验提供了建议。









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然而,止痛药会导致胃溃疡、肾脏问题和心脏问题等并发症。一项针对8万多名OA患者的研究发现,使用曲马多等止痛药与死亡率增加有关。像关节置换术这样的手术可以减轻疼痛,但不能阻止疾病的发展。目前,还没有治疗方法可以恢复受损的关节软骨。


肌肉减少症(Sarcopenia)肌肉减少症涉及肌肉质量和功能的逐渐丧失,导致跌倒、虚弱和死亡率增加。药物治疗肌肉减少症的有效性尚不清楚,雄激素受体调节剂和肌肉生长抑制素抗体的试验结果好坏参半。在没有有效药物的情况下,体力活动和营养是推荐的治疗方法。然而,这些选择可能对那些身体健康状况不佳的人不起作用。因此,迫切需要恢复肌肉质量和功能的新药。


椎间盘退行性疾病(DDDs)DDDs引起慢性腰痛,这是由于与年龄相关的椎间盘退变。非手术治疗包括缓解疼痛的非甾体抗炎药和肌肉松弛剂,如苯二氮卓类药物,尽管这些药物可能有镇静的副作用。严重的病例可能需要手术,如脊柱融合术或椎间盘置换术。然而,脊柱融合术限制了活动能力,并可能导致附近椎骨进一步退变。椎间盘置换术旨在保持脊柱运动,但在缓解疼痛方面没有脊柱融合术的显著优势。由于现有治疗方法的局限性和副作用,需要新的治疗方法来阻止椎间盘退变。


骨质疏松症骨质疏松症是最常见的退行性骨病。双膦酸盐是主要的治疗方法,可以减缓骨质流失,增加骨密度。它们已被证明可以减少男性和绝经后妇女的骨折。其他药物,如雌激素、地诺单抗和特立帕肽,也有帮助,但有明显的副作用,包括颌骨骨坏死和非典型骨折。一项对196,129名使用双膦酸盐的女性进行的研究发现,10年内有277例非典型骨折,影响了生活质量和治疗效果。


细胞基治疗的细胞类型和机制概述1931年,保罗·尼汉斯通过注射甲状旁腺来治疗病人,这是已知的第一次细胞疗法的尝试。从那时起,骨髓移植成为最成熟的细胞疗法,用于治疗急性髓性白血病等疾病。这涉及到注射骨髓来源的细胞来恢复血液形成等功能。


细胞疗法是指将活细胞或细胞材料注射、移植或移植到患者体内以获得治疗效果。多年来,针对这些疗法研究了各种细胞类型及其衍生物。使用的原代细胞是干细胞和组织承诺细胞。常见的干细胞包括间充质干细胞(MSCs)、诱导多能干细胞(iPSCs)、胚胎干细胞(ESCs)和肌肉卫星细胞(SCs)。软骨细胞是常用的组织承诺细胞。细胞衍生物,如外泌体,近年来也变得重要起来。


组织承诺细胞组织承诺细胞,如软骨细胞和椎间盘(IVD)细胞,用于通过用新细胞替换旧细胞来治疗肌肉骨骼疾病。软骨细胞移植用于骨关节炎(OA), IVD细胞移植用于退行性椎间盘疾病(DDD)。









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干细胞间充质干细胞(MSCs)MSCs(Mesenchymal stem cells,MSCs)在基于细胞的治疗中被广泛研究。它们可以从骨髓、血液、脂肪组织和脐带中提取。MSCs具有低免疫原性,可调节免疫反应。它们可以分化成骨、软骨、肌肉和脂肪细胞等各种细胞,是组织再生的理想选择。它们还通过分泌分子来招募其他细胞到损伤部位,从而促进组织修复。


胚胎干细胞(ESCs)ESCs来自早期胚胎,可以发育成体内几乎任何类型的细胞。它们具有很高的分化和自我更新的潜力。然而,使用ESCs涉及伦理问题,因为采集它们会破坏胚胎。它们也有形成肿瘤的风险。


诱导多能干细胞(iPSCs)iPSCs(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)是通过对成体细胞进行重编程,使其具有与ESCs相似的特性而产生的,绕过了许多伦理问题。iPSCs可以分化成各种细胞类型并自我更新。它们是用特定的基因或小分子制造出来的,这使得它们更安全,并扩大了它们在再生医学中的潜在用途。


肌肉干细胞 肌肉干细胞或卫星细胞(SCs)存在于肌肉中,有助于修复肌肉损伤。在被运动或受伤等信号激活之前,它们会保持不活跃状态。一旦被激活,它们就会增殖和分化,以修复肌肉或补充干细胞库。SCs丰富且易于分离,这使得它们有望用于肌肉相关治疗。


骨骼干细胞(SSCs)骨骼干细胞(SSCs)可以分化为骨细胞、软骨细胞和基质细胞。它们在受伤后局部扩张,帮助骨和软骨再生。研究表明,衰老的SSCs会产生炎症信号,降低其再生能力。SSCs在骨和软骨修复细胞治疗中具有潜力。


细胞衍生物和细胞器外泌体 外泌体是细胞分泌的微小囊泡,促进细胞间的通讯。它们在许多组织损伤模型中具有治疗作用,免疫原性较低,这意味着它们不会引发显著的免疫反应。


外泌体易于保存,不会复制或引起突变,从而降低了肿瘤形成的风险。它们的稳定性和安全性使得它们在临床应用上很有前景。线粒体细胞间的线粒体转移支持组织健康。











结语








研究表明,将健康的线粒体转移到应激细胞中可以恢复其功能。这一过程可能是治疗与年龄相关疾病的潜在方法。需要进一步的研究来了解如何增强线粒体转移及其治疗效果。


本文引述来源于《Cell》《Nature Aging》等期刊

注:本文章素材来源自网络,仅供参考学习。

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山东芯超生物技术有限公司隶属于上海芯超生物科技有限公司,是一家集生物样本库、细胞制备中心、菌群库、医学检验中心、幽门螺杆菌医学中心、细胞药物研发等生物技术研发领域的项目管理运营公司。
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