成体干细胞的可塑性及其在战创伤后组织修复中应用研究的现状和展望.pdfVIP

·34· 成体干细胞的可塑性及其在战创伤后组 织修复中应用研究的现状与展望 北京解放军总医院第304临床部全军创伤修复重点实验室(100037) 付小兵盛志勇 成体干细胞可塑性研究是近年来细胞生物学研究的一个重要领域。近来国内外已有较多资料证明 采用成体骨髓间充质干细胞(MSCs)治疗心肌梗死等取得了显著疗效。在大面积创烧伤创面治疗中，尽 管既往采用的诸如生长因子等疗法显著缩短了创面愈合时间，但客观来讲，这种方法尚不能完全满足 人们对修复创面功能重建的需要。特别是在严重创战烧伤后组织缺损严重的情况下，如何利用患者自 体的干细胞修复组织器官，如何在重建受创组织解剖结构的同时恢复其生理功能已成为当前创伤修复 领域急待解决的重要课题，而利用干细胞可塑性的潜能为解决这一问题提供了可能和希望。 1 创面功能性修复研究面临的新问题与成体干细胞研究对解决这些问题的作用 既往的临床治疗结果表明，大面积创烧伤后的组织修复无论是采用何种方式，基本的修复结局是 瘢痕愈合。这些增生性瘢痕不仅严重影响患者外观，如果发生在功能部位，将给患者的生活和工作带来 极大障碍，严重影响患者的生活质量与工作质量。上世纪90年代以来，基于加速创面愈合速度而采用 上加快了创面覆盖，进而减少感染等并发症的发生。但从修复质量来看，尽管目前的临床资料表明虚用 生长因子不会导致修复创面瘢痕的过度增生，但在实际应用中发现在生长因子治疗而愈合的创面仍然 存在着缺乏汗腺与毛囊等缺陷，这种疗法尚不能完全满足人们对修复质量(包括解剖修复与功能修复) 日益提高的需求，离完美的创伤修复尚有较大的距离。从目前细胞生物学向创伤医学渗透来看，采用干 细胞疗法有可能是解决这一需求的有效途径之一。有两方面的研究结果促使人们考虑通过调控干细胞 的多向分化潜能来促进创面由解剖修复转向功能修复。一是组织学研究发现，创面底部，特别是增生性 瘢痕底部存留着许多增生而发育不全的汗腺分泌部和导管部，与此同时，在瘢痕组织中也观察到一些 向表皮生长的汗腺导管，提示在创面的瘢痕愈合过程中存在着某些因素诱导下的汗腺再生过程，只是 由于瘢痕生长速度过快或汗腺的再生与瘢痕修复未能同步而导致修复的瘢痕组织中汗腺再生受到抑 制。其次，发育学研究已经证实，一方面表皮及其附件的发生最初均来源于表皮干细胞。通过体内的标 记实验，已在毛囊隆突部等部位观察到与表皮基底层干细胞染色相似的细胞，提示这些干细胞与表皮 干细胞同源或具有相似的生物学功能。另一方面MSCs具有强大的多向分化潜能，特别是跨胚层的分化 潜能促使人们探讨能否利用MSCs的诱导分化来完整的重建受创皮肤的解剖结构和生理功能。因此，人 们设想通过调控成体表皮干细胞、MSCs或其他相关的成体干细胞来修复受创皮肤组织解剖结构和生 理功能不仅是创伤修复与组织再生深层次研究提出的重要科学问题，是临床救治的迫切需要，而且存 实际工作中已具备坚实的理论基础和相关的实验证明，此外还具有巨大的、潜在的应用价值，故应当给 予高度关注。 ·35· 2几种成体干细胞可塑性研究现状及其对皮肤软组织功能修复的作用 干细胞主要包括胚胎干细胞和成体干细胞两大类。胚胎干细胞由于涉及伦理学问题，目前大规模 的基础研究和临床应用受到一定的限制。当前和体表创伤修复与组织再生基础研究密切相关的成体于细胞 主要涉及表皮干细胞、骨髓间充质干细胞以及脂肪干细胞等。 2．1表皮干细胞去分化与皮肤附件再生 尽管从分布来讲，皮肤表皮干细胞主要分布于表皮的基底层和毛囊隆突部等部位，并且在表皮基底部 其含量仅为基底细胞的1％-10％，但由于它与皮肤及其附件，如毛囊、汗腺以及皮脂腺等在发育学方面存在 的密切关系，使人们想到在大面积烧创伤后可以诱导皮肤于细胞来修复受损皮肤的汗腺和毛囊，从而达到 皮肤由解剖修复到功能修复的转变。目前该领域的研究已取得阶段性进展，包括主要搞清了人体不同发育 阶段与不同修复结局表皮干细胞的分布特征与变化规律；搞清了在胚胎发育阶段表皮干细胞去分化与汗腺 胚芽发生的时项关系及其主要诱导因素，明确了表皮于细胞与汗腺和毛囊在发育学方面的联系；建立了一 皮于细胞获得较大的成功，为离体和在体诱导毛囊和汗腺提供了实验手段。此外，还观察到将用绿色荧光蛋 白(GFP)标记的小鼠表皮干细胞注射到小鼠胚泡，可在发育成熟的小鼠干细