中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (27): 5907-5913.doi: 10.12307/2025.193
• 骨与关节综述 bone and joint review • 上一篇 下一篇
糖尿病加剧椎间盘退变的作用途径
马吉坤1，王健儒1，戚俊杰1，刘海飞2
- 1山东第二医科大学，山东省潍坊市 261000；2青岛市市立医院东院脊柱外科，山东省青岛市 266000
-
收稿日期:2024-04-11接受日期:2024-06-21出版日期:2025-09-28发布日期:2025-03-07 -
通讯作者:刘海飞，博士，主任医师，青岛市市立医院东院脊柱外科，山东省青岛市 266000 -
作者简介:马吉坤，男，1998年生，山东省青岛市人，汉族，山东第二医科大学在读硕士，主要从事脊柱外科方面研究。
Mechanism by which diabetes exacerbates intervertebral disc degeneration
Ma Jikun1, Wang Jianru1, Qi Junjie1, Liu Haifei2
- 1Shandong Second Medical University, Weifang 261000, Shandong Province, China; 2Department of Spine Surgery, Eastern District of Qingdao Municipal Hospital, Qingdao 266000, Shandong Province, China
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Received:2024-04-11Accepted:2024-06-21Online:2025-09-28Published:2025-03-07 -
Contact:Liu Haifei, MD, Chief physician, Department of Spine Surgery, Eastern District of Qingdao Municipal Hospital, Qingdao 266000, Shandong Province, China -
About author:Ma Jikun, Master candidate, Shandong Second Medical University, Weifang 261000, Shandong Province, China
摘要： 
文题释义：
糖尿病：是血糖异常增高的内分泌系统疾病，临床常见且患者数量增长迅速，高血糖对全身组织器官都会造成不可逆的损伤，严重威胁患者生命健康。椎间盘退变：在诸多因素影响下，椎间盘形态发生改变，表现为软骨终板增厚、髓核含水量下降及纤维环破裂，椎间盘的生物力学功能丧失。
摘要
背景：糖尿病通过多种途径加剧椎间盘退变，良好的血糖控制有利于预防椎间盘退变。
目的：回顾糖尿病与椎间盘退变的关系，为临床治疗糖尿病患者的椎间盘退变性疾病提供参考。
方法：在中国知网、PubMed数据库进行文献检索，检索时限为1980-2023年，以“糖尿病，椎间盘退变，软骨终板变性，细胞凋亡，晚期糖基化产物，渗透压应激”为中文检索词，以“diabetes，intervertebral disc degeneration，cartilage endplate degeneration，apoptosis，advanced glycation end products，osmotic stress”为英文检索词，最终纳入73篇文献进行归纳分析。
结果与结论：①糖尿病诱导的椎间盘退变与生理性退变的病理生理过程不同，糖尿病诱导椎间盘退变的主要机制包括：细胞内高血糖状态，微血管病变导致椎间盘血供受损，细胞衰老、凋亡及自噬，晚期糖基化产物堆积，渗透压应激，其他途径导致的细胞外基质成分破坏；②姜黄素、白藜芦醇、羽扇豆醇等药物具有治疗椎间盘退变的作用，但需进一步在临床治疗中证明其安全性及有效性。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
中图分类号:
引用本文
马吉坤, 王健儒, 戚俊杰, 刘海飞. 糖尿病加剧椎间盘退变的作用途径[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(27): 5907-5913.
Ma Jikun, Wang Jianru, Qi Junjie, Liu Haifei. Mechanism by which diabetes exacerbates intervertebral disc degeneration[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(27): 5907-5913.
2.1 相关研究进展汇总 见表1。
2.2 相关临床研究 KAISER等[19]通过测量377名参与者的L3椎体骨密度发现，随着年龄增大，骨密度降低，并且女性骨质流失量大于男性。骨质流失亦与椎间盘退变有关，椎体骨密度的改变会导致椎间盘相关生物力学作用重心变化。糖尿病则显著加速骨与软骨退变，致使椎体骨质流失加速，软骨终板退变加速，椎间盘生物力学作用受到影响。临床治疗中衡量椎间盘退变程度主要通过影像学检查(X射线片、CT、MRI)来实现，尤其在MRI检查普及的现代。影像学检查主要通过椎间高度、椎间盘信号及是否突出、软骨终板改变等进行评估，椎间高度是常用指标。椎间高度在评价椎间盘退变中占有重要位置，也是相对较早出现的影像学改变。一般来说随着年龄的增长，椎间盘出现退变，髓核含水量下降，体积减小，形变能力减弱，椎间高度也会降低。AGIUS等[20]对比100例2型糖尿病患者和86例非糖尿病患者(对照组)，研究发现，糖尿病患者椎间高度较对照组明显降低，这表明糖尿病患者椎间盘退变相较对照组加快。PARK等[21]研究发现，2型糖尿病患者更容易发生退行性腰椎疾病，有更高的脊柱手术概率。SAKELLARIDIS[22]回顾分析102例行腰椎间盘突出症手术治疗的患者，对比同年龄段且无激素使用史、择期行非腰椎手术的患者，腰椎间盘突出症患者合并糖尿病比例(33/102)明显高于对照组(13/98)(P=0.001 3)。SAKELLARIDIS等[23]研究发现行颈椎间盘手术患者合并糖尿病比例(36/55)明显高于对照组(15/100)，差异有显著性意义(P < 0.001)，作者分析这可能与糖尿病引起的微血管病变有关。糖尿病加速骨质流失、软骨退变、椎间高度下降，显著增加患者的脊柱手术概率，是椎间盘退变的危险因素。
2.3 糖尿病加剧椎间盘退变的途径
2.3.1 糖尿病对椎间盘组织血供的影响 椎间盘的营养途径主要是软骨终板途径，在椎间盘退变的发生机制中起到重要作用[24]。椎体内血管中营养物质经过软骨终板进入椎间盘，任何因素引起软骨终板及周围血管恶性改变，都会导致椎间盘血供减少。糖尿病微血管病变是其特发性并发症，是多器官损伤的病理学基础，主要的改变表现为微血管基底膜增厚、血管内皮细胞死亡及毛细血管数量减少。血管内皮细胞凋亡导致终板微血管密度降低，进而影响椎间盘血供[15]，见图3。研究表明，软骨终板钙化、终板软骨细胞线粒体功能障碍及细胞外基质降解是软骨终板变性退变的主要原因[25]。软骨终板钙化及终板孔隙密度降低阻碍营养物质通过，改变了椎间盘细胞的生存环境，影响椎间盘细胞代谢[26]。QUAN等[27]在糖尿病大鼠模型中发现，糖尿病大鼠软骨终板明显变性退变，表现为软骨钙化、边界不清、血管侵犯、炎性细胞浸润及软骨细胞形态异常，类似于糖尿病对关节软骨的影响，这些改变被认为是软骨终板变性退变的标志。
椎间盘是无血管组织，但是椎间盘退变伴有血管生长及软骨终板血管化[28]。研究证明，炎性细胞浸润髓核细胞并参与血管形成，加速椎间盘退变[29]。同时炎性细胞也会影响软骨细胞中的胶原蛋白[30]。CUI等[31]通过在电子显微镜下观察大鼠发现，炎症状态的椎间盘中胶原纤维分布不均且变的肥大，持续的炎症导致胶原蛋白结构破坏。炎症促进软骨终板钙化，阻碍椎间盘营养的转
运[32]。椎间盘细胞和细胞外基质营养物质减少是椎间盘退变的关键因素[26]。营养物质缺失导致细胞死亡、细胞外基质降解，导致椎间盘退变[33]。
2.3.2 糖尿病与椎间盘细胞衰老、凋亡和自噬的关系 细胞衰老是细胞功能退化及不可逆的停止分裂，而细胞过早的衰老也会由氧化应激、DNA结构损伤和有丝分裂应激诱导，这也是椎间盘细胞衰老的主要原因[34]。糖尿病可诱导髓核细胞过早衰老与凋亡引起椎间盘退变，糖尿病大鼠细胞衰老速度约是正常大鼠的2倍[35]。衰老细胞无法分裂新细胞，大量积累的衰老细胞无法承担新老细胞正常的更迭，拥有正常功能的细胞数量减少，组织的新陈代谢出现问题[36]。高血糖造成椎间盘组织细胞过早衰老和凋亡，细胞外基质降解，椎间盘细胞生存环境变差，椎间盘组织出现退变。退变的椎间盘组织各项功能减退，不能生产足量的新细胞及相关结构蛋白，同时大量细胞炎症因子释放和氧化应激进一步加快细胞过早衰老和凋亡[16]。
细胞凋亡是为维持内环境稳定、由基因决定的细胞程序性死亡。凋亡信号通路分为外源性通路和内源性通路，外源通路通过死亡配体及受体启动，内源性通路则由细胞应激触发[37]。正常机体的细胞凋亡受严格管控，但在糖尿病大鼠模型中，JIANG等[35]运用TUNEL检测发现糖尿病大鼠的髓核细胞凋亡增加，其激活外源性途径和内源性途径以加剧细胞凋亡。SHAN 等[38]发现，高糖可导致大鼠纤维环细胞JNK和p38 丝裂原活化蛋白激酶通路活化和表达增高，导致细胞凋亡，这种调节呈现糖浓度依赖式。糖尿病大鼠脊索细胞过早凋亡，并向纤维软骨细胞转变，这些改变可增强基质金属蛋白酶和金属蛋白酶组织抑制剂的表达。基质金属蛋白酶的功能是降解细胞外基质，而金属蛋白酶组织抑制剂负责调控基质金属蛋白酶的活性，正常情况下二者维持微妙的平衡。变性的细胞外基质增加基质金属蛋白酶的表达，进而产生大量细胞外基质成分；细胞外基质过度破坏又会增加金属蛋白酶组织抑制剂的表达，二者都处于高表达状态，这形成了恶性循环[39]。在大鼠模型研究中发现糖尿病通过激活细胞凋亡信号通路以加剧细胞凋亡，导致细胞外基质大量破坏，蛋白酶调控失衡，使椎间盘退变进展加速。在人类髓核体外培养实验中，QI等[40]研究证实，高糖可导致人髓核间充质干细胞 p38 丝裂原活化蛋白激酶磷酸化程度增高，蛋白多糖和Ⅱ型胶原表达显著下降，细胞凋亡明显增加；应用p38 丝裂原活化蛋白激酶抑制物可抑制高糖导致的磷酸化，并可改善蛋白多糖和Ⅱ型胶原的表达，这为糖尿病患者椎间盘退变的治疗提供了思路。
自噬是细胞生存不可或缺的生理机制，通过溶酶体来降解细胞器来实现代谢与更新，但是过度的自噬会导致相关疾病的发生。自噬是多步骤过程，由自噬相关基因和轻链蛋白3调控。KONG等[41]运用体外髓核及纤维环细胞培养，分别将细胞置于体积分数10%胎牛血清、胎牛血清外加2种浓度的葡萄糖(0.1 mol/L和0.2 mol/L)中1 d和3 d，观察发现高糖可显著增加beclin-1、轻链蛋白3-Ⅱ、自噬相关基因3，5，7和12等自噬标记物的表达。自噬被认为是退行性疾病的一种保护机制，SHAO
等[42]通过体外髓核细胞培养发现，HuR(一种RNA结合蛋白)通过自噬相关基因7介导的自噬激活来抑制糖尿病椎间盘变性中的衰老。糖尿病大鼠的凋亡和衰老的椎间盘细胞自噬增加，这可能是椎间盘细胞面对应激的自我保护。
2.3.3 高糖对椎间盘细胞晚期糖基化产物表达和退变的影响 晚期糖基化产物的积累可能与糖尿病并发症和椎间盘退行性疾病的进展有关[43]。在高血糖的情况下，晚期糖基化产物是通过涉及还原糖的非酶促反应形成的，它们的形成导致蛋白质、核酸和脂质的氧化，其通过共价交联的方式影响细胞外基质蛋白的结构与功能，降低蛋白质的韧度和弹性，造成组织损伤[44]。糖基化产物受体存在于多种细胞，两者相结合引发炎症和自身免疫反应及细胞外基质降解，两者相互作用激活下游信号通路，产生过量促炎因子和氧自由基[43]。大量炎症因子及氧自由基的产生对椎间盘组织造成不可逆的损伤。聚集蛋白聚糖是椎间盘细胞外基质的主要蛋白多糖，人体和大鼠椎间盘细胞存在晚期糖基化产物和糖基化产物受体，而糖尿病椎间盘糖基化产物受体表达增强，聚集蛋白聚糖和胶原蛋白表达下调，这对椎间盘退变进展起到重要
作用[17]。
晚期糖基化产物的过量积累是椎间盘退变的重要因素，其加速细胞凋亡及阻碍细胞外基质正常代谢[45]。HU等[44]研究发现线粒体途径参与晚期糖基化产物诱导兔纤维环细胞细胞凋亡。在大鼠模型中，长期饮食暴露于晚期糖基化产物的大鼠椎间盘内胶原蛋白及糖胺聚糖含量明显减少，最终导致椎间盘组织硬化[46]，而晚期糖基化产物抑制物吡哆胺可减轻2型糖尿病大鼠椎间盘变性[47]。进食富含复合碳水化合物、新鲜果蔬及适量肉类食物，避免食用高糖、高脂肪、油炸及烧烤的食物，能显著减少晚期糖基化产物的每日摄入[48]。对于糖尿病患者，尽可能减少富含晚期糖基化产物的食物摄入，对预防椎间盘退变有积极作用。
2.3.4 高糖诱导的渗透压改变对椎间盘退变的影响 健康状况下，人体椎间盘细胞外的渗透压在 430-496 mOsm/L间波动[49]；退变椎间盘渗透压可下降至 300 mOsm/L(低渗透压)[50]。TAKEOKA等[51]认为高渗透压具有促进髓核细胞外基质合成以及维持细胞功能及表型的作用。WUERTZ等[50]研究发现，随着渗透压升高，人和牛髓核细胞聚蛋白聚糖和Ⅱ型胶原表达逐渐上升，Ⅰ型胶原表达受到抑制，渗透压降低可能是加快椎间盘退变的重要因素之一。NEIDLINGER-WILKE等[52]发现髓核细胞培养基渗透压从
300 mOsm/kg 提高到500 mOsm/kg 能增加聚蛋白聚糖的表达，而基质金属蛋白酶3的表达量下降。然而，近期也有研究证实，高渗透压诱发的氧化应激损伤可以加速体外培养髓核细胞的衰老和退变[53]。
渗透压增强结合蛋白在椎间盘细胞渗透压调节和退变中的作用受到关注，是哺乳动物体内唯一已知的能由高渗透压激活的转录因子，在髓核细胞渗透压调节的过程中发挥着重要作用[18]。髓核细胞中渗透压增强结合蛋白可被高渗透压激活，在核内转录水平对下游分子及基质表达进行调控，维持细胞内外渗透压平衡，调节椎间盘生物应力，保护细胞结构和功能，对髓核组织内环境稳态和生物学功能的维持具有重要意义，因此，渗透压增强结合蛋白可以认为是椎间盘退变的保护因素[54]。然而，渗透压增强结合蛋白的激活同时也可以提高促炎性因子的转录和表达，在椎间盘退变中起到作用[55]。促炎性因子在退变椎间盘中大量表达，其诱发的炎症反应是导致椎间盘退变的重要原因[56-57]。研究发现，在大鼠肾脏、肝脏和脑组织中，糖尿病可激活渗透压增强结合 蛋白并诱导炎性反应，导致组织损伤[58-59]。渗透压增强结合蛋白同时也被证实参与包括下丘脑、肾脏、血管、肝脏、关节等组织细胞的炎症反应，激活促炎性因子的表达[60]。
糖尿病微血管病变导致椎间盘血供减少，同时加速软骨终板变性退变，椎间盘组织所需营养物质减少，代谢废物不能及时排出，导致椎间盘组织氧分压、pH值及渗透压等理化环境改变。糖尿病导致最显著的体内内环境变化就是组织渗透压增高，内环境稳态对于髓核细胞维持正常结构和生理功能非常重要，而渗透压的改变可导致细胞内蛋白质和核酸的结构、功能发生改变，继而诱发细胞衰老、自噬甚至凋亡[18]。高血糖加速细胞衰老，衰老细胞分裂生产新细胞能力下降，不能进行正常的细胞更新换代，同时激活细胞凋亡信号通路，这使细胞过度凋亡，椎间盘细胞自噬增强。高血糖导致晚期糖基化产物的堆积，对细胞外基质造成损伤，蛋白多糖及胶原蛋白合成下降，椎间盘组织硬化，生物力学作用降低。糖尿病显著改变血浆渗透压，进而改变细胞渗透压并诱导椎间盘内炎症反应。高渗应激通过激发促炎因子的释放导致较强的炎性刺激，而细胞会通过各种方法来平衡渗透压[61]。髓核细胞通过改变基质生成来应对渗透压的变化[62]。细胞渗透压的改变对细胞的生存产生不良的影响，细胞内的水分因此减少，导致细胞收缩和功能改变。高渗透压导致DNA链损伤及蛋白质变性，最终出现细胞周期停滞和细胞凋亡[63]。糖尿病加剧椎间盘退变是一连串级联反应，高血糖使细胞结构功能损伤导致正常椎间盘细胞减少，细胞外基质破坏及结构蛋白含量减少致使椎间盘组织硬化丧失生物力学作用，椎间盘组织退变加速进而出现椎间盘突出。
2.3.5 糖尿病诱导椎间盘退变的其他途径 多元醇途径在糖尿病并发症的发展过程中起到重要作用[64]。KANG等[65]通过检测小鼠在高血糖情况下的氧化应激，发现葡萄糖代谢通过多元醇途径引起的氧化应激是糖尿病神经病变的主要原因，渗透压应激则是糖尿病视网膜病变的主要原因。多元醇途径可能通过p38激活介导细胞外基质降解加强，糖尿病大鼠模型中椎间盘细胞内醛糖还原酶、p38和金属蛋白酶水平升高，聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白降解增加，金属蛋白酶抑制剂水平降低。醛糖还原酶是多元醇途径的关键酶，在细胞内高血糖的情况下会增加其表达，是引起糖尿病并发症的关键因素[64]。
肥胖与椎间盘退变有关[66]。肥胖显著增加椎间盘的机械负荷，使得椎间盘组织承担较大压力，所以肥胖人群在活动或外力作用下更容易出现椎间盘疾病。脂肪组织的增长和脂肪因子的改变有关，例如肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、纤溶酶原激活物抑制剂1、脂肪组织中的脂联素，这些促炎因子状态改变与胰岛素抵抗及血管内皮细胞功能障碍相关，尤其是肥胖和糖尿病患者[67]。血浆中脂联素并不受糖尿病影响，其改变与肥胖有关。肥胖者血浆瘦素水平较高，椎间盘细胞存在瘦素受体，在肿瘤坏死因子α、白细胞介素6等促炎细胞因子的存在下会增加参与椎间盘退行性变的蛋白酶表达[68]。2型糖尿病患者大多伴有肥胖，这加剧了椎间盘退变。糖尿病加剧椎间盘退变的不同途径总结见图4。
2.4 糖尿病患者椎间盘退变的药物治疗 如上述所总结糖尿病对椎间盘退变的不同影响途径，可针对不同影响途径行相关药物治疗。首先最为关键的是血糖的控制，糖尿病导致的细胞内高血糖状态是最早出现，也是最显著的改变，并发症的发生发展也以此为基础。临床上最为常见的是2型糖尿病，其治疗药物种类较多，应选择最为合适且安全有效的药物治疗，终身规律的药物治疗可控制血糖处于较为安全范围，良好的血糖控制是治疗糖尿病及其并发症的根本。
糖尿病的微血管病变直接导致椎间盘组织血供减少，而软骨终板途径是椎间盘营养物质来源，软骨终板变性退变导致营养物质渗透减少，椎间盘组织营养供应进一步减少发生退变。研究发现，姜黄素可通过上调自噬、抑制细胞凋亡、降低压力负荷诱导以预防软骨终板变性退变[28]。椎体骨质流失会出现椎间盘生物力学重心改变，加速椎间盘退变，这在老年女性中最为常见，而糖尿病可显著加速骨质流失及软骨退变。抗骨质疏松治疗、补充钙离子、促进钙吸收等药物联合使用，改善骨质疏松，对预防椎间盘退变有积极的作用。糖尿病诱导细胞早衰、凋亡及过度自噬。JIANG等[69]研究发现，白藜芦醇通过激活PI3K/Akt通路抑制白细胞介素1β介导的髓核细胞凋亡。GUO等[70]研究发现羽扇豆醇可增强线粒体的抗氧化应激能力，对抗高糖诱发的椎间盘细胞凋亡。二甲双胍除了能够降低血糖外，CHEN等[71]研究发现其可抑制髓核细胞的分解代谢基因表达，加强合成代谢基因的表达，通过刺激自噬来保护髓核细胞。细胞间铁过载参与髓核细胞铁死亡；DOU等[72]研究发现褪黑素可明显抑制髓核细胞铁死亡，是治疗椎间盘退变的新方法。此外晚期糖基化产物的过度累积会加速椎间盘退变，GLAESER等[47]研究发现晚期糖基化产物抑制剂吡哆胺可明显减轻糖尿病大鼠椎间盘退变。针对椎间盘退变的药物研究有巨大的研究价值及前景，这就需要进一步研究其退变机制，寻找有效的治疗靶点，见表2。
2.2 相关临床研究 KAISER等[19]通过测量377名参与者的L3椎体骨密度发现，随着年龄增大，骨密度降低，并且女性骨质流失量大于男性。骨质流失亦与椎间盘退变有关，椎体骨密度的改变会导致椎间盘相关生物力学作用重心变化。糖尿病则显著加速骨与软骨退变，致使椎体骨质流失加速，软骨终板退变加速，椎间盘生物力学作用受到影响。临床治疗中衡量椎间盘退变程度主要通过影像学检查(X射线片、CT、MRI)来实现，尤其在MRI检查普及的现代。影像学检查主要通过椎间高度、椎间盘信号及是否突出、软骨终板改变等进行评估，椎间高度是常用指标。椎间高度在评价椎间盘退变中占有重要位置，也是相对较早出现的影像学改变。一般来说随着年龄的增长，椎间盘出现退变，髓核含水量下降，体积减小，形变能力减弱，椎间高度也会降低。AGIUS等[20]对比100例2型糖尿病患者和86例非糖尿病患者(对照组)，研究发现，糖尿病患者椎间高度较对照组明显降低，这表明糖尿病患者椎间盘退变相较对照组加快。PARK等[21]研究发现，2型糖尿病患者更容易发生退行性腰椎疾病，有更高的脊柱手术概率。SAKELLARIDIS[22]回顾分析102例行腰椎间盘突出症手术治疗的患者，对比同年龄段且无激素使用史、择期行非腰椎手术的患者，腰椎间盘突出症患者合并糖尿病比例(33/102)明显高于对照组(13/98)(P=0.001 3)。SAKELLARIDIS等[23]研究发现行颈椎间盘手术患者合并糖尿病比例(36/55)明显高于对照组(15/100)，差异有显著性意义(P < 0.001)，作者分析这可能与糖尿病引起的微血管病变有关。糖尿病加速骨质流失、软骨退变、椎间高度下降，显著增加患者的脊柱手术概率，是椎间盘退变的危险因素。
2.3 糖尿病加剧椎间盘退变的途径
2.3.1 糖尿病对椎间盘组织血供的影响 椎间盘的营养途径主要是软骨终板途径，在椎间盘退变的发生机制中起到重要作用[24]。椎体内血管中营养物质经过软骨终板进入椎间盘，任何因素引起软骨终板及周围血管恶性改变，都会导致椎间盘血供减少。糖尿病微血管病变是其特发性并发症，是多器官损伤的病理学基础，主要的改变表现为微血管基底膜增厚、血管内皮细胞死亡及毛细血管数量减少。血管内皮细胞凋亡导致终板微血管密度降低，进而影响椎间盘血供[15]，见图3。研究表明，软骨终板钙化、终板软骨细胞线粒体功能障碍及细胞外基质降解是软骨终板变性退变的主要原因[25]。软骨终板钙化及终板孔隙密度降低阻碍营养物质通过，改变了椎间盘细胞的生存环境，影响椎间盘细胞代谢[26]。QUAN等[27]在糖尿病大鼠模型中发现，糖尿病大鼠软骨终板明显变性退变，表现为软骨钙化、边界不清、血管侵犯、炎性细胞浸润及软骨细胞形态异常，类似于糖尿病对关节软骨的影响，这些改变被认为是软骨终板变性退变的标志。
椎间盘是无血管组织，但是椎间盘退变伴有血管生长及软骨终板血管化[28]。研究证明，炎性细胞浸润髓核细胞并参与血管形成，加速椎间盘退变[29]。同时炎性细胞也会影响软骨细胞中的胶原蛋白[30]。CUI等[31]通过在电子显微镜下观察大鼠发现，炎症状态的椎间盘中胶原纤维分布不均且变的肥大，持续的炎症导致胶原蛋白结构破坏。炎症促进软骨终板钙化，阻碍椎间盘营养的转
运[32]。椎间盘细胞和细胞外基质营养物质减少是椎间盘退变的关键因素[26]。营养物质缺失导致细胞死亡、细胞外基质降解，导致椎间盘退变[33]。
2.3.2 糖尿病与椎间盘细胞衰老、凋亡和自噬的关系 细胞衰老是细胞功能退化及不可逆的停止分裂，而细胞过早的衰老也会由氧化应激、DNA结构损伤和有丝分裂应激诱导，这也是椎间盘细胞衰老的主要原因[34]。糖尿病可诱导髓核细胞过早衰老与凋亡引起椎间盘退变，糖尿病大鼠细胞衰老速度约是正常大鼠的2倍[35]。衰老细胞无法分裂新细胞，大量积累的衰老细胞无法承担新老细胞正常的更迭，拥有正常功能的细胞数量减少，组织的新陈代谢出现问题[36]。高血糖造成椎间盘组织细胞过早衰老和凋亡，细胞外基质降解，椎间盘细胞生存环境变差，椎间盘组织出现退变。退变的椎间盘组织各项功能减退，不能生产足量的新细胞及相关结构蛋白，同时大量细胞炎症因子释放和氧化应激进一步加快细胞过早衰老和凋亡[16]。
细胞凋亡是为维持内环境稳定、由基因决定的细胞程序性死亡。凋亡信号通路分为外源性通路和内源性通路，外源通路通过死亡配体及受体启动，内源性通路则由细胞应激触发[37]。正常机体的细胞凋亡受严格管控，但在糖尿病大鼠模型中，JIANG等[35]运用TUNEL检测发现糖尿病大鼠的髓核细胞凋亡增加，其激活外源性途径和内源性途径以加剧细胞凋亡。SHAN 等[38]发现，高糖可导致大鼠纤维环细胞JNK和p38 丝裂原活化蛋白激酶通路活化和表达增高，导致细胞凋亡，这种调节呈现糖浓度依赖式。糖尿病大鼠脊索细胞过早凋亡，并向纤维软骨细胞转变，这些改变可增强基质金属蛋白酶和金属蛋白酶组织抑制剂的表达。基质金属蛋白酶的功能是降解细胞外基质，而金属蛋白酶组织抑制剂负责调控基质金属蛋白酶的活性，正常情况下二者维持微妙的平衡。变性的细胞外基质增加基质金属蛋白酶的表达，进而产生大量细胞外基质成分；细胞外基质过度破坏又会增加金属蛋白酶组织抑制剂的表达，二者都处于高表达状态，这形成了恶性循环[39]。在大鼠模型研究中发现糖尿病通过激活细胞凋亡信号通路以加剧细胞凋亡，导致细胞外基质大量破坏，蛋白酶调控失衡，使椎间盘退变进展加速。在人类髓核体外培养实验中，QI等[40]研究证实，高糖可导致人髓核间充质干细胞 p38 丝裂原活化蛋白激酶磷酸化程度增高，蛋白多糖和Ⅱ型胶原表达显著下降，细胞凋亡明显增加；应用p38 丝裂原活化蛋白激酶抑制物可抑制高糖导致的磷酸化，并可改善蛋白多糖和Ⅱ型胶原的表达，这为糖尿病患者椎间盘退变的治疗提供了思路。
自噬是细胞生存不可或缺的生理机制，通过溶酶体来降解细胞器来实现代谢与更新，但是过度的自噬会导致相关疾病的发生。自噬是多步骤过程，由自噬相关基因和轻链蛋白3调控。KONG等[41]运用体外髓核及纤维环细胞培养，分别将细胞置于体积分数10%胎牛血清、胎牛血清外加2种浓度的葡萄糖(0.1 mol/L和0.2 mol/L)中1 d和3 d，观察发现高糖可显著增加beclin-1、轻链蛋白3-Ⅱ、自噬相关基因3，5，7和12等自噬标记物的表达。自噬被认为是退行性疾病的一种保护机制，SHAO
等[42]通过体外髓核细胞培养发现，HuR(一种RNA结合蛋白)通过自噬相关基因7介导的自噬激活来抑制糖尿病椎间盘变性中的衰老。糖尿病大鼠的凋亡和衰老的椎间盘细胞自噬增加，这可能是椎间盘细胞面对应激的自我保护。
2.3.3 高糖对椎间盘细胞晚期糖基化产物表达和退变的影响 晚期糖基化产物的积累可能与糖尿病并发症和椎间盘退行性疾病的进展有关[43]。在高血糖的情况下，晚期糖基化产物是通过涉及还原糖的非酶促反应形成的，它们的形成导致蛋白质、核酸和脂质的氧化，其通过共价交联的方式影响细胞外基质蛋白的结构与功能，降低蛋白质的韧度和弹性，造成组织损伤[44]。糖基化产物受体存在于多种细胞，两者相结合引发炎症和自身免疫反应及细胞外基质降解，两者相互作用激活下游信号通路，产生过量促炎因子和氧自由基[43]。大量炎症因子及氧自由基的产生对椎间盘组织造成不可逆的损伤。聚集蛋白聚糖是椎间盘细胞外基质的主要蛋白多糖，人体和大鼠椎间盘细胞存在晚期糖基化产物和糖基化产物受体，而糖尿病椎间盘糖基化产物受体表达增强，聚集蛋白聚糖和胶原蛋白表达下调，这对椎间盘退变进展起到重要
作用[17]。
晚期糖基化产物的过量积累是椎间盘退变的重要因素，其加速细胞凋亡及阻碍细胞外基质正常代谢[45]。HU等[44]研究发现线粒体途径参与晚期糖基化产物诱导兔纤维环细胞细胞凋亡。在大鼠模型中，长期饮食暴露于晚期糖基化产物的大鼠椎间盘内胶原蛋白及糖胺聚糖含量明显减少，最终导致椎间盘组织硬化[46]，而晚期糖基化产物抑制物吡哆胺可减轻2型糖尿病大鼠椎间盘变性[47]。进食富含复合碳水化合物、新鲜果蔬及适量肉类食物，避免食用高糖、高脂肪、油炸及烧烤的食物，能显著减少晚期糖基化产物的每日摄入[48]。对于糖尿病患者，尽可能减少富含晚期糖基化产物的食物摄入，对预防椎间盘退变有积极作用。
2.3.4 高糖诱导的渗透压改变对椎间盘退变的影响 健康状况下，人体椎间盘细胞外的渗透压在 430-496 mOsm/L间波动[49]；退变椎间盘渗透压可下降至 300 mOsm/L(低渗透压)[50]。TAKEOKA等[51]认为高渗透压具有促进髓核细胞外基质合成以及维持细胞功能及表型的作用。WUERTZ等[50]研究发现，随着渗透压升高，人和牛髓核细胞聚蛋白聚糖和Ⅱ型胶原表达逐渐上升，Ⅰ型胶原表达受到抑制，渗透压降低可能是加快椎间盘退变的重要因素之一。NEIDLINGER-WILKE等[52]发现髓核细胞培养基渗透压从
300 mOsm/kg 提高到500 mOsm/kg 能增加聚蛋白聚糖的表达，而基质金属蛋白酶3的表达量下降。然而，近期也有研究证实，高渗透压诱发的氧化应激损伤可以加速体外培养髓核细胞的衰老和退变[53]。
渗透压增强结合蛋白在椎间盘细胞渗透压调节和退变中的作用受到关注，是哺乳动物体内唯一已知的能由高渗透压激活的转录因子，在髓核细胞渗透压调节的过程中发挥着重要作用[18]。髓核细胞中渗透压增强结合蛋白可被高渗透压激活，在核内转录水平对下游分子及基质表达进行调控，维持细胞内外渗透压平衡，调节椎间盘生物应力，保护细胞结构和功能，对髓核组织内环境稳态和生物学功能的维持具有重要意义，因此，渗透压增强结合蛋白可以认为是椎间盘退变的保护因素[54]。然而，渗透压增强结合蛋白的激活同时也可以提高促炎性因子的转录和表达，在椎间盘退变中起到作用[55]。促炎性因子在退变椎间盘中大量表达，其诱发的炎症反应是导致椎间盘退变的重要原因[56-57]。研究发现，在大鼠肾脏、肝脏和脑组织中，糖尿病可激活渗透压增强结合 蛋白并诱导炎性反应，导致组织损伤[58-59]。渗透压增强结合蛋白同时也被证实参与包括下丘脑、肾脏、血管、肝脏、关节等组织细胞的炎症反应，激活促炎性因子的表达[60]。
糖尿病微血管病变导致椎间盘血供减少，同时加速软骨终板变性退变，椎间盘组织所需营养物质减少，代谢废物不能及时排出，导致椎间盘组织氧分压、pH值及渗透压等理化环境改变。糖尿病导致最显著的体内内环境变化就是组织渗透压增高，内环境稳态对于髓核细胞维持正常结构和生理功能非常重要，而渗透压的改变可导致细胞内蛋白质和核酸的结构、功能发生改变，继而诱发细胞衰老、自噬甚至凋亡[18]。高血糖加速细胞衰老，衰老细胞分裂生产新细胞能力下降，不能进行正常的细胞更新换代，同时激活细胞凋亡信号通路，这使细胞过度凋亡，椎间盘细胞自噬增强。高血糖导致晚期糖基化产物的堆积，对细胞外基质造成损伤，蛋白多糖及胶原蛋白合成下降，椎间盘组织硬化，生物力学作用降低。糖尿病显著改变血浆渗透压，进而改变细胞渗透压并诱导椎间盘内炎症反应。高渗应激通过激发促炎因子的释放导致较强的炎性刺激，而细胞会通过各种方法来平衡渗透压[61]。髓核细胞通过改变基质生成来应对渗透压的变化[62]。细胞渗透压的改变对细胞的生存产生不良的影响，细胞内的水分因此减少，导致细胞收缩和功能改变。高渗透压导致DNA链损伤及蛋白质变性，最终出现细胞周期停滞和细胞凋亡[63]。糖尿病加剧椎间盘退变是一连串级联反应，高血糖使细胞结构功能损伤导致正常椎间盘细胞减少，细胞外基质破坏及结构蛋白含量减少致使椎间盘组织硬化丧失生物力学作用，椎间盘组织退变加速进而出现椎间盘突出。
2.3.5 糖尿病诱导椎间盘退变的其他途径 多元醇途径在糖尿病并发症的发展过程中起到重要作用[64]。KANG等[65]通过检测小鼠在高血糖情况下的氧化应激，发现葡萄糖代谢通过多元醇途径引起的氧化应激是糖尿病神经病变的主要原因，渗透压应激则是糖尿病视网膜病变的主要原因。多元醇途径可能通过p38激活介导细胞外基质降解加强，糖尿病大鼠模型中椎间盘细胞内醛糖还原酶、p38和金属蛋白酶水平升高，聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白降解增加，金属蛋白酶抑制剂水平降低。醛糖还原酶是多元醇途径的关键酶，在细胞内高血糖的情况下会增加其表达，是引起糖尿病并发症的关键因素[64]。
肥胖与椎间盘退变有关[66]。肥胖显著增加椎间盘的机械负荷，使得椎间盘组织承担较大压力，所以肥胖人群在活动或外力作用下更容易出现椎间盘疾病。脂肪组织的增长和脂肪因子的改变有关，例如肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、纤溶酶原激活物抑制剂1、脂肪组织中的脂联素，这些促炎因子状态改变与胰岛素抵抗及血管内皮细胞功能障碍相关，尤其是肥胖和糖尿病患者[67]。血浆中脂联素并不受糖尿病影响，其改变与肥胖有关。肥胖者血浆瘦素水平较高，椎间盘细胞存在瘦素受体，在肿瘤坏死因子α、白细胞介素6等促炎细胞因子的存在下会增加参与椎间盘退行性变的蛋白酶表达[68]。2型糖尿病患者大多伴有肥胖，这加剧了椎间盘退变。糖尿病加剧椎间盘退变的不同途径总结见图4。
2.4 糖尿病患者椎间盘退变的药物治疗 如上述所总结糖尿病对椎间盘退变的不同影响途径，可针对不同影响途径行相关药物治疗。首先最为关键的是血糖的控制，糖尿病导致的细胞内高血糖状态是最早出现，也是最显著的改变，并发症的发生发展也以此为基础。临床上最为常见的是2型糖尿病，其治疗药物种类较多，应选择最为合适且安全有效的药物治疗，终身规律的药物治疗可控制血糖处于较为安全范围，良好的血糖控制是治疗糖尿病及其并发症的根本。
糖尿病的微血管病变直接导致椎间盘组织血供减少，而软骨终板途径是椎间盘营养物质来源，软骨终板变性退变导致营养物质渗透减少，椎间盘组织营养供应进一步减少发生退变。研究发现，姜黄素可通过上调自噬、抑制细胞凋亡、降低压力负荷诱导以预防软骨终板变性退变[28]。椎体骨质流失会出现椎间盘生物力学重心改变，加速椎间盘退变，这在老年女性中最为常见，而糖尿病可显著加速骨质流失及软骨退变。抗骨质疏松治疗、补充钙离子、促进钙吸收等药物联合使用，改善骨质疏松，对预防椎间盘退变有积极的作用。糖尿病诱导细胞早衰、凋亡及过度自噬。JIANG等[69]研究发现，白藜芦醇通过激活PI3K/Akt通路抑制白细胞介素1β介导的髓核细胞凋亡。GUO等[70]研究发现羽扇豆醇可增强线粒体的抗氧化应激能力，对抗高糖诱发的椎间盘细胞凋亡。二甲双胍除了能够降低血糖外，CHEN等[71]研究发现其可抑制髓核细胞的分解代谢基因表达，加强合成代谢基因的表达，通过刺激自噬来保护髓核细胞。细胞间铁过载参与髓核细胞铁死亡；DOU等[72]研究发现褪黑素可明显抑制髓核细胞铁死亡，是治疗椎间盘退变的新方法。此外晚期糖基化产物的过度累积会加速椎间盘退变，GLAESER等[47]研究发现晚期糖基化产物抑制剂吡哆胺可明显减轻糖尿病大鼠椎间盘退变。针对椎间盘退变的药物研究有巨大的研究价值及前景，这就需要进一步研究其退变机制，寻找有效的治疗靶点，见表2。
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| [14] | 苏 琴, 贾思玮, 郭敏芳, 孟 涛, 李雁冰, 穆秉桃, 宋丽娟, 马存根, 尉杰忠. 枸杞多糖干预β-淀粉样蛋白1-42诱导SH-SY5Y细胞损伤：线粒体自噬的保护作用[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(31): 6688-6696. |
| [15] | 于庆贺, 蔡子鸣, 吴锦涛, 马鹏飞, 张 鑫, 周龙千, 王亚坤, 林晓钦, 林文平. 香草酸抑制终板软骨细胞炎症反应和细胞外基质降解[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(30): 6391-9397. |
椎间盘退变是连续的相关细胞、结构及生物力学改变的反应，被认为是腰痛的常见原因之一，严重影响人类健康与生活质量[1]。椎间盘是由髓核、纤维环及软骨终板构成，髓核是最内层的胶冻状组织，主要由蛋白聚糖和水组成；纤维环是由髓核往外排列的同心纤维软骨片层，包围着椎间盘的髓核；软骨终板是薄层透明软骨，富有筛孔，是营养物质扩散到椎间盘的选择性渗透屏障，并与纤维环一起将髓核固定在相邻近的2个椎体之间[2]。椎间盘退变主要是由衰老、创伤和遗传易感等因素引起。椎间盘的营养缺失、机械应力因素及某些代谢问题都会加速椎间盘退变。退变椎间盘中的髓核细胞再生能力降低，难以维持正常新老细胞的更替，蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白含量减少，椎间盘内部压力减小及髓核的完整性破坏。蛋白多糖的减少直接影响细胞外基质的水合作用和渗透压，这使髓核细胞的纤维软骨化生过程加速，椎间盘生物力学作用受到破坏[3]。在诸多因素影响下，椎间盘形态发生改变，主要表现为软骨终板变性增厚、髓核及纤维环含水量下降；软骨终板变性增厚使得椎间盘组织营养供应减少，髓核及纤维环含水量下降使得椎间盘失去弹性，不能发挥其生物力学作用；最终纤维环破裂、髓核疝出、椎间高度丢失、骨赘形成，出现一系列临床症状[4]。
糖尿病和椎间盘退行性病变都是临床常见疾病。糖尿病对全身结缔组织产生负面影响，如肾脏、眼睛、心脏及周围神经等受到较大影响，骨骼系统亦受其影响。研究发现，糖尿病加速骨与软骨退变，显著增加骨关节炎及脆性骨折的发生[5]。糖尿病选择性的损伤细胞，如肾小球系膜细胞、毛细血管内皮细胞、周围神经的神经元细胞和施万细胞，这些细胞不能控制葡萄糖转运速率，使得细胞内处于高血糖状态，这种病理性改变是糖尿病并发症发生发展的基础。其他组织的细胞可以通过降低葡萄糖的转运速率以保持细胞内血糖正常，从而降低糖尿病带来的损伤[6]。在糖尿病动物模型中，软骨细胞内高血糖导致细胞外基质明显改变，胶原产生减少，蛋白多糖分解增加[7]。糖尿病通过影响椎间盘细胞和细胞外基质等途径加剧椎间盘退变，主要涉及椎间盘组织的血液供应，细胞的衰老、凋亡及自噬，晚期糖基化产物的堆积，渗透压应激和其他途径导致的细胞外基质降解等诸多因素。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
糖尿病和椎间盘退行性病变都是临床常见疾病。糖尿病对全身结缔组织产生负面影响，如肾脏、眼睛、心脏及周围神经等受到较大影响，骨骼系统亦受其影响。研究发现，糖尿病加速骨与软骨退变，显著增加骨关节炎及脆性骨折的发生[5]。糖尿病选择性的损伤细胞，如肾小球系膜细胞、毛细血管内皮细胞、周围神经的神经元细胞和施万细胞，这些细胞不能控制葡萄糖转运速率，使得细胞内处于高血糖状态，这种病理性改变是糖尿病并发症发生发展的基础。其他组织的细胞可以通过降低葡萄糖的转运速率以保持细胞内血糖正常，从而降低糖尿病带来的损伤[6]。在糖尿病动物模型中，软骨细胞内高血糖导致细胞外基质明显改变，胶原产生减少，蛋白多糖分解增加[7]。糖尿病通过影响椎间盘细胞和细胞外基质等途径加剧椎间盘退变，主要涉及椎间盘组织的血液供应，细胞的衰老、凋亡及自噬，晚期糖基化产物的堆积，渗透压应激和其他途径导致的细胞外基质降解等诸多因素。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 第一作者在2023年12月进行检索。
1.1.2 检索文献时限 1980-2023年。
1.1.3 检索数据库 中国知网、PubMed数据库。
1.1.4 检索词 中文检索词为“糖尿病，椎间盘退变，软骨终板变性，细胞凋亡，晚期糖基化产物，渗透压应激”，英文检索词为“diabetes，intervertebral disc
degeneration，cartilage endplate degeneration，apoptosis，
advanced glycation end products，osmotic stress ”。
1.1.5 检索文献类型 包括综述、基础研究、临床研究、研究原著。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.1.7 检索策略 以英文数据库检索为例，见图1。
1.2 入选标准
纳入标准：①椎间盘退变机制；②糖尿病加剧椎间盘退变的不同影响机制；③椎间盘退变的药物治疗；④相同研究方向选取新发表的文章。
排除标准：不属于糖尿病加剧椎间盘退变的特殊影响机制、糖尿病加剧椎间盘退变相同途径的作用机制、无重要参考意义、不可获得的文献。
1.1.1 检索人及检索时间 第一作者在2023年12月进行检索。
1.1.2 检索文献时限 1980-2023年。
1.1.3 检索数据库 中国知网、PubMed数据库。
1.1.4 检索词 中文检索词为“糖尿病，椎间盘退变，软骨终板变性，细胞凋亡，晚期糖基化产物，渗透压应激”，英文检索词为“diabetes，intervertebral disc
degeneration，cartilage endplate degeneration，apoptosis，
advanced glycation end products，osmotic stress ”。
1.1.5 检索文献类型 包括综述、基础研究、临床研究、研究原著。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.1.7 检索策略 以英文数据库检索为例，见图1。
1.2 入选标准
纳入标准：①椎间盘退变机制；②糖尿病加剧椎间盘退变的不同影响机制；③椎间盘退变的药物治疗；④相同研究方向选取新发表的文章。
排除标准：不属于糖尿病加剧椎间盘退变的特殊影响机制、糖尿病加剧椎间盘退变相同途径的作用机制、无重要参考意义、不可获得的文献。
1.3 质量评估与数据的提取 数据库综合检索到3 672篇文献，按照上述标准进行标题和摘要的简要筛选，排除重复、陈旧、与主题无关及不可获得的文献，纳入文献175篇，最后阅读全文后纳入73篇文献，均来源于PubMed数据库，阅读文章内容，总结与文章内容相符的有效信息并撰写综述，见图2。
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综上所述，大量研究证明糖尿病诱导的椎间盘退变与生理性的椎间盘退变病理生理学过程不同。椎间盘退变是正常的生理现象，随着年龄的增大，在各种影响因素的作用下，椎间盘组织含水量随之下降，体积减小，椎间高度下降，这种变化贯穿人生，缓慢且持续。椎间盘退变影响因素较多，例如衰老、肥胖、机械应力、创伤及遗传因素等均可不同程度加快椎间盘退变。糖尿病则是通过不同的途径加剧椎间盘退变，诱导椎间盘退变的主要途径为：椎间盘组织细胞内高血糖状态导致细胞失去正常生理功能；糖尿病特有并发症微血管病变导致椎间盘血供受损丧失所需的营养供应；高血糖诱导椎间盘组织细胞早衰、凋亡及过度自噬；晚期糖基化产物大量堆积损伤细胞外基质，蛋白多糖及胶原蛋白含量下降；高渗透压应激导致细胞结构、功能受损以及其他途径导致的细胞外基质成分破坏。大量实验室研究证明糖尿病可通过上述总结的途径加剧椎间盘退变，相关临床研究也证实糖尿病与椎间盘退变密切相关，其可加剧骨质流失、软骨退变，使椎间盘退变速度较正常人加快，更易出现椎间盘退变相关疾病，手术率随之上升，由此见糖尿病是椎间盘退变及相关疾病的重要致病因素[73]。糖尿病促发椎间盘退变，其具体分子机制仍需进一步的基础及临床研究。
患有糖尿病的椎间盘退变性疾病患者更应注意血糖的控制。在椎间盘退变的早期，规律的血糖监测及控制有利于减慢椎间盘退变速度。血糖的控制最先从饮食方面入手，减少高油高糖食物，进食新鲜蔬菜水果适量肉类，从而降低食品摄入的血糖；其次即为糖尿病的药物治疗，应选择最为适合及安全有效的药物，终身规律用药。上述提及个别药物在动物模型及细胞层面取得良好成效，但由于人体构成区别于动物，并不一定适用于人体，仍需在临床治疗中证明其对人体治疗的有效性及安全性，这就需要进一步研究椎间盘退变的机制，并针对其不同机制发现预防或治疗椎间盘退变的药物，从病变根源上阻止或减缓椎间盘退变进程。
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患有糖尿病的椎间盘退变性疾病患者更应注意血糖的控制。在椎间盘退变的早期，规律的血糖监测及控制有利于减慢椎间盘退变速度。血糖的控制最先从饮食方面入手，减少高油高糖食物，进食新鲜蔬菜水果适量肉类，从而降低食品摄入的血糖；其次即为糖尿病的药物治疗，应选择最为适合及安全有效的药物，终身规律用药。上述提及个别药物在动物模型及细胞层面取得良好成效，但由于人体构成区别于动物，并不一定适用于人体，仍需在临床治疗中证明其对人体治疗的有效性及安全性，这就需要进一步研究椎间盘退变的机制，并针对其不同机制发现预防或治疗椎间盘退变的药物，从病变根源上阻止或减缓椎间盘退变进程。
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文题释义：
糖尿病：是血糖异常增高的内分泌系统疾病，临床常见且患者数量增长迅速，高血糖对全身组织器官都会造成不可逆的损伤，严重威胁患者生命健康。椎间盘退变：在诸多因素影响下，椎间盘形态发生改变，表现为软骨终板增厚、髓核含水量下降及纤维环破裂，椎间盘的生物力学功能丧失。#br#
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糖尿病与椎间盘退行性病变在临床诊疗中较为常见，糖尿病对全身组织器官造成破坏，主要受损组织器官如肾脏、眼睛、微血管、周围神经等，骨骼系统亦受其影响。椎间盘退行性病变是脊柱退行性病变的主要原因，影响人类健康与生活质量。正常的椎间盘退变是缓慢且持续的过程，伴随人的一生，例如肥胖、机械应力、外伤及遗传因素会加快退变进展过程。本文主要从糖尿病加剧椎间盘退变的不同途径进行综述，主要途径包括：糖尿病特发并发症微血管病变导致椎间盘组织血供受损；高糖诱导椎间盘细胞过早衰老、过度自噬及凋亡；晚期糖基化产物的堆积导致蛋白多糖及胶原蛋白合成下降；糖尿病导致内环境渗透压处于高渗状态，细胞形态及功能受损；其他途径导致的细胞外基质降解等。本文结构特点是首先从临床研究开始，证实糖尿病是椎间盘退变的促发因素。紧接介绍相关实验室研究对不同途径进行阐述，对主要的途径进行小结。最后针对不同的途径，总结相关药物治疗。本文的意义主要是总结糖尿病加剧椎间盘退变的不同途径与相关机制，为临床治疗糖尿病患者的椎间盘退行性病变提供参考，提供可选择的药物来治疗糖尿病患者椎间盘退行性变相关疾病。既往大多综述主要总结糖尿病加剧椎间盘退变的不同途径，或某一种途径的具体机制，结合临床研究，得出糖尿病是椎间盘退变的促发因素结论，较少提及药物治疗方案。本文创新点是根据糖尿病加剧椎间盘退变不同途径总结相关药物治疗方案，总结不同药物的作用机制，为临床治疗提供一些的参考。#br#
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