隐藏的干细胞可能是腰椎管狭窄的推手

在骨科疾病研究领域，一项突破性发现为全球约1.03亿腰椎管狭窄患者带来了非手术治疗的新希望。威尔康奈尔医学院与特种外科医院的研究团队在《细胞》杂志上发表论文，首次明确鉴定出一种能够自我更新并分化为肌腱和韧带全部细胞类型的干细胞。更关键的是，他们发现这种干细胞在腰椎管狭窄患者的韧带中数量增多且过度活跃，驱动了韧带的异常增厚，而这一过程可通过调控细胞内钙信号来干预。

追根溯源：寻找肌腱与韧带的“种子细胞”

长期以来，科学界一直试图寻找负责肌腱和韧带形成与修复的干细胞，但由于这些组织中存在大量形态相似的成纤维样细胞，鉴别工作异常困难。威尔康奈尔医学院病理学与实验室医学副教授Matthew Greenblatt博士指出：“尽管先前的研究提出了几种候选干细胞，但没有任何一项研究明确证明单一细胞群体既能自我更新，又能生成全部类型的肌腱和韧带细胞。”Greenblatt团队此前已成功鉴定出多种骨骼干细胞，包括2018年发现的启动骨折修复的骨外层干细胞，以及后来参与颅骨和脊柱形成的干细胞。然而，找到肌腱和韧带的等效细胞却更具挑战。

研究人员通过单细胞分析技术，对数千个细胞进行逐一解析和分型，最终锁定了一种具有“干性”特征的稀有细胞群体。所谓“干性”，即指细胞能够持续自我更新，同时产生维持肌腱和韧带组织所需的成熟细胞。在小鼠模型中，这些细胞存在于肌腱和韧带内部一个特殊的区域，该区域似乎充当了组织生长和修复的储备库。随后，团队将小鼠中的发现转化到人类身上。人类韧带样本来自共同通讯作者、特种外科医院脊柱外科医生Sravisht Iyer博士在手术中切除的组织，且患者均提供了知情同意。第一作者、Greenblatt和Iyer实验室的博士后研究员Lingling Hu博士证实，人类细胞同样具备自我更新和生成韧带细胞的能力。Greenblatt博士表示：“我们检查了髌骨韧带、跟腱，以及所有我们能看到的地方，都发现了这种细胞。因此，我们认为这是全身肌腱和韧带的通用干细胞。”

病理关联：干细胞过度活跃导致椎管狭窄

在鉴定出这种干细胞后，研究团队进一步探究其是否与腰椎管狭窄有关。腰椎管狭窄是一种因韧带增厚导致椎管内部空间缩小、压迫神经，进而引起疼痛、麻木和行走困难的疾病。研究人员对比了腰椎管狭窄患者与腰椎间盘突出但无狭窄迹象患者的韧带干细胞。结果发现，狭窄患者的韧带中含有更多这种新鉴定的干细胞。当研究人员将这些细胞移植到小鼠体内时，它们产生的肌腱细胞比来自无狭窄患者的干细胞更多。Greenblatt博士强调：“尽管腰椎管狭窄是一种复杂的疾病，但这确实向我们表明，这些细胞正在推动病理过程。”

为了揭示背后的机制，研究人员深入观察了细胞内部的变化。与狭窄相关的干细胞表现出比健康细胞更强的钙信号。钙信号是细胞内部通讯和控制生长、活动等过程的方式之一。当科学家通过基因手段增强健康韧带干细胞的钙信号时，他们成功触发了组织的过度生长。反之，在小鼠腰椎管狭窄模型中降低钙信号，则能够阻断异常细胞生长。这一发现提示，钙信号通路可能成为治疗靶点。更令人兴奋的是，已广泛用于治疗高血压的钙通道阻滞剂，或许有朝一日能被研究用于治疗腰椎管狭窄。不过，在确定该方法对患者安全有效之前，仍需进行临床试验。

临床前景：从脊柱到全身结缔组织疾病

Iyer博士评价道：“这可能是首个针对全球最常见脊柱疾病之一展示出潜在治疗靶点的工作。”这项发现的意义可能远超脊柱狭窄本身。Greenblatt博士计划研究同样的干细胞是否参与其他结缔组织疾病，包括影响全身结缔组织的遗传病——马凡综合征。此外，该发现还有助于研究人员理解为何某些肌腱和韧带损伤难以愈合。未来的研究领域可能包括肩袖撕裂、跟腱损伤、韧带重建和慢性肌腱退变。Greenblatt博士总结道：“鉴于这种细胞似乎是所有肌腱和韧带细胞的最终起源，该细胞的缺陷很可能处于多种肌腱和韧带疾病的核心。”