大多数人在其一生中的不同阶段会发生下腰痛。尽管下腰痛的确切病因尚未阐明，严重的慢性下腰痛通常认为主要由腰椎间盘退变引起。目前的治疗选择包括药物对炎症的控制和侵入性的手术治疗等。手术方法有腰椎融合术和最近开展的人工腰椎间盘置换术。但是，目前所用的治疗方法仅限于治疗由椎间盘退变引起的症状，不能逆转椎间盘退变引起的生物学改变。近年来，应用生物学方法修复或再生退变的椎间盘逐渐成为研究热点。

　　遗传性、机械性和生物学因素被广泛认为是导致(椎间盘)退变过程的重要原因。然而，这一复杂的相互作用的详细机制仍未阐明。随着椎间盘退变，髓核中的蛋白多糖和水份逐渐减少，导致轴向压力下从髓核向纤维环方向水流动力学传导应力方式改变。椎间盘非正常的应力分布导致纤维环的撕裂和断裂，进一步降低了椎间盘在负荷状态下正常应力分布的功能。尽管触发这种转变的生物力学机制还有待于进一步的阐明，但研究表明髓核与纤维环细胞蛋白多糖及胶原的合成及它们的细胞外基质降解的不平衡是椎间盘退变主要机制。通过改变合成与降解之间的平衡，保持或恢复蛋白多糖和胶原含量的能力，有可能成为一种改善功能并阻止椎间盘退变自然进程的有效方法。由于椎间盘的再生能力有限，治疗手段通常通过注射生长因子、转基因或细胞移植等方法促进基质再生，从而修复受损的椎间盘基质。初步研究结果己证实，上述方法具有使椎间盘内的重要基质成分再增加的能力，这些基质成分被认为在椎间盘退变过程中含量减少。

　　然而，在这些用于修复退变椎间盘的技术由实验室过渡到临床试验之前，仍有许多重要的问题有待于解决。众所周知，无症状的椎间盘退变非常多见，且下腰痛的症状与椎间盘退变的影像学表现并没有明显的相关性。在临床上，我们无法很好地鉴别生理老化的椎间盘(例如，黑色，但无症状)与疼痛的有可能导致病人症状的病理性椎间盘。但这是在将来考虑应用生物学技术之前很重要的第一步。对于病人而言，真正的临床问题是脊柱疼痛而并非椎间盘退变本身。即使我们有阻止椎间盘退变的方法和重新使基质恢复的生物学手段，这些技术用来治疗正常老化的椎间盘可能并不十分恰当。

　　目前最常用的椎间盘退变动物模型与人类椎间盘退变的情况具有明显区别。尽管通过动物实验研究我们已经得到了很多有用的信息，大部分的现有实验都是在相对年轻的具有正常或新近损伤椎间盘的啮齿类动物或兔子上进行。与人类相比，这些动物模型有可能更容易获得组织修复。另外，我们也不可能在动物模型上可靠地测量疼痛。研究者们不得不用替代的方法通过量化椎间盘的组织学与生物化学状况，来判定椎间盘修复实验的成功与否。这一局限性导致很难将用生物学方法修复动物模型椎间盘基质的实验结果直接应用于人类退变的椎间盘。一些研究者正在致力于开发新的技术和动物模型，使之更类似于人类退变的椎间盘，用来进行椎间盘修复研究。

　　因为退变的椎间盘细胞被发现能够强烈表达一些生长因子，例如bFGF和TGFβ1等。这些生长因子能够促进血管长入，触发炎症反应和诱导椎间盘细胞非正常的分化。在将生长因子应用于椎间盘的临床试验之前，还需要进一步的实验来检验这些生长因子的潜在生物学毒性。至于转基因和细胞移植等方法，即使能够增加退变椎间盘内的基质成分，但由于原有的退变椎间盘的异常生物力学环境，这些基质成分难以维持，仍旧继续发生退变。恢复椎间盘退变的生物力学环境，可能是生物学修复的前提条件。

　　基于目前对退变椎间盘产生腰痛机制的理解，打断炎症信号传导通路和神经传导通路可能是目前治疗腰痛的最理想方法。这样的治疗可能不能逆转进展性的椎间盘退变，但可以使一个疼痛的椎间盘变成一个无痛的椎间盘，从而大大改善病人的生活质量。

　　腰痛的治疗中最令人激动的是使用药物来治疗。基于我们的基础研究发现，结合亚甲蓝亲神经性的报道，我们进行了一项前瞻性的临床试验，判定它是否可用于治疗椎间盘退变引起的腰痛。24例患者椎间盘内注射亚甲蓝，这些患者均患有慢性腰痛但没有神经根性症状，并且根据阳性的椎间盘造影结果适合椎体间融合术。在至少12个月的随访中，注射亚甲蓝后症状明显缓解，且没有并发症。我们进一步的临床随机对照试验验证了这些鼓舞人心的发现。