組織工程皮膚種子細(xì)胞的研究進(jìn)展

劉冬陽*（綜述） 熊愛兵*（審校）

（瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川 瀘州 646000）

組織工程皮膚種子細(xì)胞的研究進(jìn)展

劉冬陽*（綜述） 熊愛兵*（審校）

（瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川 瀘州 646000）

組織工程皮膚是應(yīng)用生命科學(xué)和工程學(xué)的原理與方法，構(gòu)建出的接近于人體組織結(jié)構(gòu)的生物活性替代物。種子細(xì)胞的研究是組織工程皮膚產(chǎn)品研制中的關(guān)鍵部分?，F(xiàn)就種子細(xì)胞相關(guān)研究的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

組織工程；皮膚；種子細(xì)胞；綜述

皮膚是人體與外界環(huán)境接觸的屏障，所起的作用包括：①保護(hù)、分泌、代謝和感覺；②參與免疫反應(yīng)；③維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。在臨床上大面積燒傷和嚴(yán)重創(chuàng)傷患者，由于缺乏可供移植的自體皮膚，患者康復(fù)困難，甚至導(dǎo)致死亡。組織工程皮膚技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用則為修復(fù)、維護(hù)和改善損傷皮膚組織功能和形態(tài)提供了新的途徑，而這項(xiàng)研究的關(guān)鍵部分是種子細(xì)胞。目前用于構(gòu)建組織工程皮膚替代物的種子細(xì)胞主要有自體細(xì)胞和干細(xì)胞等。

1 自體細(xì)胞

1.1 表皮細(xì)胞

表皮細(xì)胞來源于胚胎外胚層，表皮中的角質(zhì)形成細(xì)胞和真皮中的成纖維細(xì)胞相互協(xié)同作用，共同維持皮膚的生理功能。有研究發(fā)現(xiàn)，將整合素基因轉(zhuǎn)染表皮細(xì)胞，能促進(jìn)表皮細(xì)胞的黏附[1]。在培養(yǎng)的表皮細(xì)胞中加入維生素，能加強(qiáng)表皮屏障形成和維持[2]。

1.2 成纖維細(xì)胞

成纖維細(xì)胞屬于間葉細(xì)胞，具有合成分泌細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞活性因子等作用，在組織的形成、發(fā)生和創(chuàng)傷修復(fù)過程中發(fā)揮著重要的作用。成纖維細(xì)胞生長增殖程度影響著創(chuàng)面愈合的程度[3]。Zweers等發(fā)現(xiàn)組織工程皮膚體外培養(yǎng)時，成纖維細(xì)胞可分泌替拿素-C和纖維蛋白原-1，當(dāng)移植到體表創(chuàng)面后，成纖維細(xì)胞可進(jìn)一步分泌替拿素-X和彈性蛋白[4]。研究發(fā)現(xiàn)[5]利用胎兒成纖維細(xì)胞與馬膠原覆蓋深度燒傷創(chuàng)面，可以顯著改善愈合速度與質(zhì)量。近年來，基因轉(zhuǎn)染技術(shù)在成纖維細(xì)胞研究中的應(yīng)用廣泛，多種生長因子轉(zhuǎn)染的成纖維細(xì)胞表達(dá)體系已經(jīng)成功構(gòu)建。

1.3 血管內(nèi)皮細(xì)胞

Sahota等將血管內(nèi)皮細(xì)胞與支架黏附好，在體外培養(yǎng)能形成血管樣結(jié)構(gòu)[6]。有研究顯示[7]將血管內(nèi)皮細(xì)胞與成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)可以形成毛細(xì)血管樣結(jié)構(gòu)。

2 干細(xì)胞

2.1 表皮干細(xì)胞

表皮干細(xì)胞是一種在體內(nèi)具有無限更新能力，且可分化形成表皮的細(xì)胞。國內(nèi)有研究認(rèn)為，P63、CD29雙標(biāo)記法的敏感性較低，特異性較高，是鑒定表皮干細(xì)胞較為簡便有效的方法[8]。劉愛軍等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了移植到創(chuàng)面的表皮干細(xì)胞有分化為毛囊和汗腺等結(jié)構(gòu)的潛能[9]。Charruyer等[10]也認(rèn)為表皮干細(xì)胞的多向分化潛能可望構(gòu)建出結(jié)構(gòu)功能健全的含表皮、真皮和皮膚附屬器的人工皮膚。

2.2 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)是一種可以多向分化的成體干細(xì)胞，具有取材方便，易分離培養(yǎng)，增殖能力強(qiáng)，來源于自體，無排斥反應(yīng)的特點(diǎn)，并且其易于被外源基因轉(zhuǎn)染且穩(wěn)定表達(dá)。Perng等[11]將hBMSCs用于修復(fù)裸鼠皮膚缺損，發(fā)現(xiàn)hBMSCs能向表皮細(xì)胞分化。Yongbo Liu等[12]檢測生長因子在BMSCs中的表達(dá)，顯示在創(chuàng)傷微環(huán)境作用下BMSCs可分泌多種能在創(chuàng)面修復(fù)過程中起到關(guān)鍵促進(jìn)作用的因子。近來也有關(guān)于皮膚主要附屬器的研究，通過誘導(dǎo) hBMSCs 分化為汗腺樣細(xì)胞，再將其移植到皮膚全層缺損創(chuàng)面上，發(fā)現(xiàn)愈合創(chuàng)面形成汗腺樣結(jié)構(gòu)，具有泌汗功能[13]。王少云[14]等將堿性成纖維細(xì)胞生長因子基因轉(zhuǎn)染至BMSCs，并復(fù)合豬小腸黏膜下層構(gòu)建組織工程皮膚，傳代后BMSCs生長迅速，形態(tài)良好，細(xì)胞的表面抗原CD90、CD44有陽性表達(dá)，而CD45為陰性。

2.3 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞位于臍帶沃頓膠和血管周圍組織中，其性質(zhì)接近胚胎干細(xì)胞，可分化為多種細(xì)胞，并且具有免疫調(diào)節(jié)性。在增殖和多向分化潛能方面，Baksh[15]等通過比較發(fā)現(xiàn)臍帶來源的hMSCs比骨髓來源的hMSCs有較好的適用性。隨著年齡的增加，BMSCs獲取數(shù)量明顯遞減，分化增殖力差，而臍帶MSCs接近胚胎細(xì)胞，在促進(jìn)創(chuàng)面愈合方面優(yōu)于成體細(xì)胞[16]。臍帶組織中間充質(zhì)干細(xì)胞豐富，Secco等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在同樣的條件下，臍帶組織標(biāo)本中均獲得的多能MSCs遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于臍帶血樣本。

2.4 毛囊干細(xì)胞

毛囊是皮膚組織中的附屬器官，毛囊中存在有高增殖活性和多分化潛能的干細(xì)胞即毛囊干細(xì)胞(FSC)。目前認(rèn)為，F(xiàn)SC位于隆突部。胚胎發(fā)育學(xué)和體外實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，F(xiàn)SC是毛發(fā)和表皮形成的共同的起源。有研究發(fā)現(xiàn)，在人工皮膚上，毛乳頭細(xì)胞可以誘導(dǎo)毛囊隆突部的細(xì)胞再生毛囊結(jié)構(gòu)[18]。Stenn等[19]通過研究，認(rèn)為FSC是具有多潛能性的干細(xì)胞，可以產(chǎn)生表皮、皮脂腺、毛囊等多種皮膚細(xì)胞類型。

2.5 脂肪干細(xì)胞

脂肪干細(xì)胞（ADSCs），顧名思義，是指來自于脂肪組織的干細(xì)胞。由于其可直接從抽吸出的皮下脂肪顆粒中分離獲取，所以來源較為豐富。Brzoska等[20]研究發(fā)現(xiàn)，全反式維甲酸可誘導(dǎo)AMSCs定向分化為表皮細(xì)胞，免疫熒光檢查顯示AMSCs誘導(dǎo)分化后角蛋白K18陽性。相對于從骨髓中獲取BMSCs對患者造成的創(chuàng)傷要小很多，同時也避免了許多倫理問題，所以ADSCs作為組織工程皮膚種子細(xì)胞有很大的發(fā)展前景。

3 展 望

未來的組織工程皮膚應(yīng)具有更全面的生理功能，在各方面都將得到進(jìn)一步的提高。隨著生命科學(xué)、納米技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和相互融合，特別是對皮膚種子細(xì)胞了解的不斷深入，以及種子細(xì)胞之間相互影響、相互調(diào)節(jié)機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，開發(fā)出與正常皮膚結(jié)構(gòu)和功能相近的組織工程皮膚不會很遙遠(yuǎn)。

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