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脐带干细胞外泌体 化身“金疮药”愈合伤口 或将替代皮肤移植
更新时间:2018-10-24  浏览次数:

皮肤是人体最大的器官,维持着机体内环境的稳定,具有美观,保护机体,调节体温,感受压力、疼痛和温度等功能,能够保护人体组织器官不受外界侵袭。

虽然每个人都想拥有光洁完美的皮肤,但在生活中难免会遭受各种各样的创伤,如外科手术、外力、热、电流、化学物质、低温以及机体内在因素(如局部血液供应障碍等)作用下所导致的损害,这些损害会破坏皮肤的完整性,使一定量的正常组织丢失,造成皮肤正常功能受损,从而形成创面。

创面愈合是一个复杂的生物学过程,涉及多种修复细胞的增殖、迁移、分化、凋亡等过程。近年来,干细胞成为生命科学和医学研究的前沿热点,在疾病治疗和再生医学领域具有广阔的应用前景。干细胞技术及其临床转化研究不断取得突破,使得该技术有望成为继药物、手术、物理等传统治疗方法之后新的疾病治疗途径,其中也包括了创面愈合。

人类对干细胞功能进行研究,目的之一是利用其多向分化潜能实现损伤组织的修复与再生。随着研究的深入,人们了解到干细胞的功能远较早期获悉的丰富。

我国学者曾利用骨髓间充质干细胞做种子细胞,在大面积深度烧伤患者瘢痕愈合且无汗腺区域重建了出汗功能,这是迄今为止人类利用干细胞突破“深度烧伤后汗腺不能再生”这一障碍的首次报道。

而近期,国际期刊《Stem Cell Research & Therapy》也发表了一篇最新研究成果,科学家发现脐带间充质干细胞分泌的外泌体有促进伤口愈合的功效。



华通氏胶是脐带羊膜和血管之间的凝胶状填充,提取自华通氏胶的脐带间充质干细胞是一类具有自我更新、增殖和多向分化潜能的成体干细胞。由于其来源无伦理学限制,容易获得且增殖速度快,免疫原性低,目前已广泛应用于治疗缺血性疾病、心血管疾病、糖尿病、肿瘤和自身免疫性疾病等临床研究中。

脐带间充质干细胞的生物学功能主要通过细胞间的相互作用、分泌细胞因子和上调细胞表面的抑制分子实现,其分泌的外泌体是细胞间调节的重要介质之一。外泌体1979年被发现时,普遍认为其是细胞在发育过程中代谢的“垃圾”,随着生物技术的不断进步,研究者发现外泌体是细胞发挥生物学活性的一种载体。



在研究中,科学家检测到脐带华通氏胶中含有大量α-2-巨球蛋白(a2M)的外泌体,而a2M被认为是可能促进伤口愈合的主要成分。随后开展的动物实验,8只黑鼠被随机分成4只接受外泌体处理的治疗组和4只接受其他处理的对照组,为期7天的监测结果表明,与对照组相比,治疗组的伤口愈合明显增强,伤口部位存在更多数量的细胞,且伤口的胶原沉积显著增加,这表明脐带间充质干细胞分泌的外泌体可以成为一种引人注目的替代疗法。

相关数据统计,全球每年约有18万人死于严重烧伤。烧伤患者的高死亡率是由于皮肤损失导致代谢需求增强,液体流失严重并会增加感染风险。其他如糖尿病患者的伤口愈合缓慢,甚至出现不愈合,同样存在伤口感染以及其他并发症的高风险。

目前皮肤移植是愈合伤口的一线治疗方案,但也存在如天然皮肤有限、肤色不一致等不足。过去十年,运用干细胞技术愈合伤口逐渐进入科学家的视野,受到广泛关注。

脐带间充质干细胞外泌体可以模拟脐带间充质干细胞的部分功能发挥其促进组织修复和免疫调节的作用,而且外泌体不具备细胞核结构,在宿主体内不能扩增,临床应用具有较高的安全性,未来可以替代皮肤移植用于烧伤等形成的伤口愈合,应用前景极其广阔。

干细胞领域的快速发展,为再生医学的临床应用带来了新的希望,细胞移植无疑是现代移植学发展的重要方向。该项技术能够成为治疗创面愈合的突破性方法。目前已经取得的研究成果揭示了干细胞应用于创面修复中的重要意义,将基础研究转化为治疗方法并非遥不可及,干细胞将有望成为此类患者的提供一种新的治疗方案。

参考资料(部分略):

[1] Ko SH, Nauta A, Wong V, et al. The role of stem cells in cutaneous wound healing: what do we really know? Plast Reconstruct Surg. 2011;127(Suppl 1):10S.

[2] An YL, Wei W, Jing H. Bone marrow mesenchymal stem cell aggregate: an optimal cell therapy for full-layer cutaneous wound vascularization and regeneration. Sci Rep. 2015;5:17036.

[3] Trinh NT, Yamashita T, Ohneda K. Increased expression of EGR-1 in diabetic human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells reduces their wound healing capacity. Stem Cells Dev. 2016.