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详解:间充质干细胞是如何加速愈合伤口的?

详解:间充质干细胞是如何加速愈合伤口的?

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皮肤作为人体的第一道生理防线和最大的器官,时刻参与着机体的功能活动,维持着机体和自然环境的对立统一,机体的异常情况也可以在皮肤表面反映出来。

皮肤具备着近乎完美的生理保护功能:如屏障作用、感觉作用、调节体温、吸收作用、分泌和排泄作用等,在维护机体的健康上,起到十分重要的作用。

伤口愈合是一个非常复杂、由多种因素共同参与的过程,包括炎症、增生和组织再塑等阶段。尽管有许多新技术(包括生长因子和皮肤替代物)被广泛用于促进伤口愈合,但在大多数情况下,现有治疗方法能实现伤口愈合的百分比仅为50%~60%。

间充质干细胞可加速愈合伤口

大量的临床前和临床试验表明,间充质干细胞治疗可以加速伤口愈合,为各种难以愈合的慢性伤口的治疗带来希望。

2015年6月,德国波鸿鲁尔大学儿童医院的烧烧病房接收了一名7岁儿童患者。该患者患有交界性大疱性表皮松解症(JEB),全身80%的皮肤损伤丢失。

在监护人签署知情书、当地监管机构同意及德国波鸿鲁尔大学伦理审查委员会批准同情使用的前提下,医院对这名7岁的儿童患者实施了表皮干细胞基因疗法。

8个月后,也就是2016年2月,这名儿童重获健康皮肤并出院,至今正常。北京时间11月9日凌晨,国际学术期刊《自然》(Nature)在线发表了这项由Michele De Luca等多名意大利和德国研究人员共同完成的治疗成果研究。

这项临床突破性进展基于此前几十年的基础研究,对促进基础科学家们对人类皮肤生物学有着重大理解,比如表皮的正常再生仅由少数能自我更新的干细胞克隆指导完成。

这些细胞能自我更新,生成祖细胞补充终末分化的角化细胞,而具有如此修复潜能的正是间充质干细胞。

2018年3月,一项刊登于国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学的科学家就通过研究阐明了牙龈间充质干细胞加速组织修复的新型分子机制。

本文研究中,研究人员阐明了间充质干细胞影响伤口愈合的新型机制,研究人员有望利用这类干细胞来靶向治疗多种类型的人类疾病,包括糖尿病患者出现的伤口愈合速度减缓等症状。

最后研究者Shi说道,我们的目标是开发新型的转化疗法,我们能够轻易从牙龈中收获间充质干细胞,同时在临床中使用。后期我们还需要进行更深入的研究来利用这些细胞减少机体组织疤痕的形成、改善伤口愈合,甚至治疗多种炎性和自身免疫疾病。

在国际期刊《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。

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。

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。

当然还有其它相关的动物实验都在证明类似的数据,在这里就不一一列举赘述了。

干细胞对皮肤损伤的作用

间充质干细胞可分化为皮肤组织细胞、增加皮肤成纤维细胞含量;分泌的细胞因子和生长因子能调节炎性反应,诱导血管新生,增强上皮细胞生长,加速颗粒组织和细胞外基质的形成。

在全身或创面局部应用间充质干细胞治疗可促进损伤皮肤的修复并提高愈合质量,增进创面愈合过程中血管的生成,缩短患者的康复时间。

研究发现,干细胞具有自我更新以及多向分化的潜能,能分泌多种细胞因子以及生长因子,提供了组织再生的条件,对组织脏器有修复和再生功能。因此,科学家利用干细胞或通过移植治疗皮肤损伤,或通过再生修复皮肤。

近年来,随着对间充质干细胞表面标志及其生物学特性研究的深入,表明其可能成为组织损伤修复中最有应用潜力的细胞。

间充质干细胞来源方便,具有免疫调节、分泌多种生长因子以及主动迁移到体内损伤部位的归巢能力。

基础及临床研究也证实了MSCs可以有效促进皮肤创伤的愈合。MSCs能参与伤口愈合过程中的所有阶段,抑制局部免疫反应、分泌生长因子,促进新生血管和再上皮化,加速伤口闭合。

MSCs还可以促进成纤维细胞和角质形成细胞的迁移。MSCs分泌可溶性因子诱导真皮成纤维细胞增殖、迁移和趋化,增加人真皮成纤维细胞的增殖和胶原合成。