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本文聚焦椎间盘退变（IDD）。研究设计微针（MN）递送系统，将 CAR-M 样工程巨噬细胞（CAR-eMs）导入椎间盘。CAR-eMs 可增强胞葬作用，清除凋亡的髓核细胞，改善炎症微环境，延缓 IDD 进展，为 IDD 治疗提供了新策略，极具研究价值。
研究背景
巨噬细胞疗法是新兴免疫疗法，在癌症治疗领域已取得一定成果，但在非肿瘤疾病中的应用较少。胞葬作用（efferocytosis）对维持机体细胞稳态意义重大，若凋亡细胞清除受限，会引发炎症相关疾病。椎间盘退变（intervertebral disc degeneration，IDD）是导致腰痛的主要原因之一，其发病与髓核细胞（nucleus pulposus cells，NPCs）凋亡及炎症微环境改变密切相关 。目前，巨噬细胞在退变 NP 组织中的吞噬作用研究较少，胞葬作用在 IDD 进展中的作用尚不明确。同时，细胞治疗面临细胞活性维持和局部注射损伤等问题，而微针（microneedles，MNs）作为有效的药物递送工具，具有诸多优势，将细胞治疗与 MN 递送系统结合具有广阔前景。
实验设计
- 细胞及动物模型准备：收集人 NP 组织样本，分离培养人 NPCs、THP-1 衍生巨噬细胞（TDMs）和人骨髓来源巨噬细胞（hBMDMs）；建立大鼠尾椎和兔腰椎 IDD 模型。
- 干预措施：构建过表达脑特异性血管生成抑制因子 1（BAI1）的 CAR-eMs；制备载有 CAR-eMs 的 PLGA-GelMA 微针贴片（CAR-eM-MNs）；设置不同处理组，包括 CAR-eM-MN 组、非 CAR-eM-MN 组、CAR-eM 组、MNs 组、退变组和假手术组等。
- 检测指标：通过组织学染色、免疫荧光（IF）、蛋白质免疫印迹（WB）、酶联免疫吸附测定（ELISA）、流式细胞术、RNA 测序（RNA-seq）等技术，检测细胞凋亡、炎症因子表达、细胞表型变化、基因表达差异等指标；利用影像学技术（X-ray、micro-CT、MRI）评估椎间盘退变程度。
实验结果
- 巨噬细胞在 IDD 中的作用
- 随着 IDD 进展，NP 组织中凋亡 NPCs 增多，巨噬细胞浸润增加，并通过胞葬作用清除凋亡 NPCs。
- 巨噬细胞经胞葬作用后，由促炎表型转变为抗炎表型，释放抗炎物质，调节细胞外基质合成与分解代谢，减轻 NP 组织损伤，延缓大鼠 IVD 退变。
- 胞葬作用促使巨噬细胞向 M2 型极化，但同时导致吞噬受体 BAI1 表达下调，吞噬能力下降。
- CAR-eM 的功能验证：过表达 BAI1 的 CAR-eMs 增强了对凋亡 NPCs 的吞噬能力，改善了 NP 组织微环境，减少 NPC 凋亡，比未修饰的巨噬细胞具有更好的治疗效果。
- CAR-eM-MNs 的制备及体内治疗效果
- 成功制备了 CAR-eM-MNs，该微针贴片具有良好的生物相容性和细胞释放性能。
- 在大鼠和兔 IDD 模型中，CAR-eM-MNs 治疗组的椎间盘高度、水分含量、组织形态学和细胞凋亡等指标均得到明显改善，有效延缓了 IDD 进展，且未引起明显的不良反应。
讨论
巨噬细胞疗法在癌症治疗中展现出有效性，本研究设计的 MN 递送系统将 CAR-eMs 导入 IVD，可通过增强胞葬作用清除凋亡 NPCs，改善炎症微环境，修复受损 IVD，为 IDD 治疗提供了新的思路和方法。然而，研究存在一定局限性，如缺乏 BAI1 基因敲除动物模型验证、体内巨噬细胞示踪方法有待改进、细胞长期留存和存活情况需进一步研究以及 CAR-eM 介导 IVD 修复的具体机制尚待探索等。未来需开展更多研究加以完善，以推动该治疗策略的临床转化。
