脂肪干细胞(adscs)在瘢痕防治中的基础研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 脂肪干细胞(ADSCs)在瘢痕防治中的 基础研究进展 摘要瘢痕组织是人体创伤过程 中的一种自然产物，它不但影响外观， 甚至还有可能因为挛缩而引起功能障碍。 瘢痕的发生机制尚未完全清楚，目前人 体炎症介质过度分泌、细胞因子释放失 调、成纤维细胞增殖和降解不平衡以及 胶原过度沉积被认为是瘢痕形成的主要 因素。瘢痕的治疗方案主要包括抗瘢痕 药物的应用、手术切除、皮瓣转移、皮 肤软组织扩张、CO2 激光等，都具有一 定的效果，但亦有一定的局限性。近年 来，脂肪干细胞（adipose derived stem cells， ADSCs）因其特性被大家所重视， 现就 ADSCs 的主要生理特性作一综述。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /6/view-13026815.htm 关键词 脂肪干细胞；瘢痕；细 胞因子；成纤维细胞；胶原蛋白 中图分类号R619+.6 文献标志 码A 文章编号1008-6455（2017）03- 0132-03 2001 年，Zuk 等通过吸脂术从人 体脂肪悬液中首次分离获得脂肪组织来 源的干细胞。2004 年，在第二届国际脂 肪应用技术年度会议上将其名称统一确 定为脂肪干细胞（adipose derived stem cells， ADSCs） 。ADSCs 在适当的条件 下可以向肌肉、软骨、脂肪、表皮，造 血、神经等多种组织分化。并可自分泌 或旁分泌多种细胞因子，如转移生长因 子 （TGF-） 、血管内皮生长因子 （VEGF） 、碱性成纤维细胞生长因子 （bFGF） 、肝细胞生长因子（HGF）等。 虽然迄今为止对 ADSCs 的鉴定尚缺乏 特异性指标，但一些研究发现，ADSC 可阳性表达 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 CD9、CD10 、CD13 、CD29 、CD44 、C D49d、CD54、CD55、CD58、CD59、 CD71、CD73、CD90 、CD105、CD146 、CD166 等，不表达 CD11b、CDl5 、UD19 、UD31、CD33 、CD45、CD79、CD106、UD23ba、H LA-DR 等，与骨髓干细胞（BMSC）的 表面标记类似，符合国际细胞治疗协会 间充质和组织干细胞分会对间充质干细 胞表面标记表达的定义。由此可知， ADSCs 具有与骨髓干细胞相似的干细 胞特性，可通过其多向分化功能及分泌 功能调节免疫反应、促进血管再生、促 进创面愈合并减少瘢痕形成。以下对 ADSC 抗纤维化及抗瘢痕形成的具体机 制进行讨论。 1 ADSCs 抑制炎症反应，促进创 面愈合 在机体创伤后，局部组织的坏死 和血管的损伤导致了炎症的发生，这过 程主要由血小板、中性粒细胞、巨噬细 胞等参与完成。但在创伤的愈合中，T -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 细胞和巨噬细胞免疫功能的异常会导致 炎症期的延长，引起创面的时间愈合延 长，进一步导致巨噬细胞、淋巴细胞等 释放多种因子导致成纤维细胞的增殖、 细胞外基质过度分泌、胶原过度沉积， 从而使得皮肤出现不正常愈合，形成病 理性瘢痕。因此，炎症被认为是瘢痕形 成的一个重要因素。研究表明，胎儿早 期皮肤组织创伤由于胎儿免疫反应不成 熟，免疫细胞对创伤后刺激反应较弱， 炎症反应程度低，愈合速度较成体皮肤 快，呈现无瘢痕形成的愈合。炎症期的 延长导致机体一些细胞因子分泌失调， 如转化生长因子-1（TGF-1）等，而 转化生长因子-1（TGF-1）被认为是 瘢痕形成中的最关键因子。ADSC 不表 达或低表达组织相容性复合体 MHC2 类分子及 CD40 等共刺激分子，抑制 T 细胞活化，表现低免疫原性，但它可有 效的抑制 CD4+和 CD8+T 淋巴细胞的增 殖功能，并通过自分泌或旁分泌前列腺 素 2（PGE2） 、白细胞介素-10（IL-10） 、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 一氧化氮（NO） 、吲哚 2，3-双加氧酶 （IDO）等多种细胞因子，抑制免疫反 应，促进创面由炎症期向增殖期过度， 加速创面的愈合，减少瘢痕的形成。 Manferdini 等认为，ADSCs 的抗炎效应 主要是通过环氧酶 2（COX-2）/前列腺 素 E2（PGE2）信号通路来减轻炎症反 应并抑制炎症反应延长导致的 T 细胞及 巨噬细胞免疫功能紊乱。在低炎症环境 中，免疫细胞可被趋化至 ADSCs 周围， 增强免疫反应，但是在高炎症环境中， ADSCs 还可通过分泌 N0、IDO ，高浓 度的 NO、IDO 可催化色氨酸的转化， 导致色氨酸的缺失，从而抑制趋化到 ADSCs 周围的免疫细胞活性，降低炎 症反应程度。董瑶等通过实验证明 ADscs 可显著抑制促炎因子白细胞介素- 1（IL-1 ） 、白细胞介素 -6（IL-6 ） 、单核 细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等的表达， 降低炎症反应的程度，还可促进单核细 胞和 T 细胞分泌 IL-10 抗炎因子，从而 发挥抗炎以及免疫调节作用。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 2 ADSCs 抑制成纤维细胞的增殖、 减少胶原蛋白分泌 成纤维细胞是创面修复的重要细 胞。在创面修复的过程中，成纤维细胞 明显增加，从而促进肉芽组织沉积，使 伤口愈合。但是，在瘢痕尤其是增生性 瘢痕中，增多的成纤维细胞可分泌多种 细胞刺激因子如生长转化因子（TGF- 1） 、表皮生长因子（TGF）等，从而 降低了对外界生长刺激因子的依赖性而 保持较强的增殖能力。而在 TGF-1 的 作用下，成纤维细胞可表达出（-平滑 肌肌动蛋白）-SMA，并分化为肌成纤 维细胞，肌成纤维细胞不但可以引起肉 芽组织的收缩，还可和成纤维细胞一样 分泌大量致密无序胶原纤维，从而 略錾性瘢痕的形成。 Steinberg 发现 ADSCs 虽然在创 伤愈合的早期可促进成纤维细胞的增殖 和肉芽组织的沉积，但是在伤口上皮化 后的瘢痕形成和结构重塑过程中却起抑 制作用，最终减少瘢痕的形成，实现皮 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 肤功能性的修复。Yun 等实验表明，在 瘢痕的重塑期，ADSCs 可降低巨噬细 胞的活性，减少成纤维细胞的增殖及向 肌成纤维细胞的分化，从而提高了瘢痕 的柔韧性。 另外，ADSCs 还可分泌多种具 有抗纤维化作用的细胞因子。肝细胞 生长因子（HGF）是一种可抑制 TGF- 1、型胶原等的表达，抑制肌成纤维 细胞的分化以及促进皮肤角质细胞迁移 运动的多功能生长因子。哈小琴等将人 肝细胞生长因子基因整合进缺陷型腺病 毒载体上，在获得携带人肝细胞生长因 子基因的重组腺病毒 AdHGF 后，转 染兔耳瘢痕成纤维细胞，结果发现瘢痕 形成明显抑制，而并未在兔体内检测到 抗 HGF 抗体的存在，这说明 HGF 具有 抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的 作用，能够安全地抑制瘢痕形成； TGF-1 作为一种强烈的致纤维化因 子，在增生性瘢痕的形成中发挥着重要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的作用，而其异构体 TGF-3 却能减少 瘢痕形成。ADSCs 可通过分泌 TGF-3 抑制成纤维细胞的增殖及胶原合成； 活性氧 ROS 是创面愈合过程中一种致 纤维化物质，可以诱导 TGF-1 表达增 强，而 ADSCs 诱导 T 细胞产生的诱导 性 NO 可以清除 ROS，生成活性氮分子 （RNS） ，RNS 相比于 ROS 反应性较低， 可以减少 DNA 和膜磷脂的损伤，从而 抑制纤维化，减少瘢痕形成；ADSCs 分泌的 IL-10 还是嗜中性粒细胞浸润伤 口的有效抑制剂，不但可以使组织免受 中性粒细胞释放的 ROS 氧化，还可下 调巨噬细胞和 T 细胞中 TGF-B1 的表达， 减少纤维化的发生。 3 ADSCs 促进胶原蛋白的降解 金属基质蛋白酶（MMPs）根据 底物不同，可以分为胶原酶类（包括 MMP-1，MMP-13 等） 、明胶酶类、基 质溶素、膜型基质金属蛋白酶。其中胶 原酶类在细胞外基|的降解过程中起着 重要作用。正常生理条件下金属蛋白酶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 组织抑制剂（TIMPs）与 MMPs 以 1：1 的比例组成复合物，从而阻断删 Ps 与底物的结合，抑制了胶原的降解， 使得胶原的合成与分泌保持着一定的平 衡。但在瘢痕尤其是病理性瘢痕中，一 方面，通过激活 Smad 系统通路，调节 炎症反应促进成纤维细胞增多、合成胶 原能力增强，从而使得胶原的合成增多。 另一方面，在一些因子如 TGF-1 的作 用下，促进 TIMPs 的分泌增加，导致了 金属基质蛋白酶（MMPs）的分泌及其 活性受到抑制，减少了对胶原的降解， 促进了纤维化的形成。因此，抑制 TIMPs 的基因表达，有可能是治疗瘢痕 的一种有效方法。 ADSCs 分泌的多种因子被认为 可以抑制 TIMPs 的表达，增强了 MMPs 的分泌及活性。李海建等通过体外共培 养的实验证明，ADSCs 可明显降低成 纤维细胞中 TIMP-1 的表达，并减少瘢 痕的形成。武艳等通过研究干细胞对增 生性瘢痕成纤维细胞及小鼠皮下注射博 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 来霉素后形成的瘢痕模型的干预作用后 发现，实验组中 MMP-2， MMP- 9，MMP-13 较其他组明显升高，说明 干细胞可通过调节 MMPs 的表达来减少 瘢痕的形成。冯智等认为 ADSCs 分泌 的 HGF 主要是通过激活 ERK1/2 信号途 径，抑制瘢痕中成纤维细胞 TIMPs 的表 达，促进了 MMPs 的表达上调，并且还 可以通过诱导 c-jun 蛋白的表达，从转 录水平进一步改善了 TIMPs/MMPs 的比 例，从而促进了胶原的降解。而 IL-10 也可通过 JAK1/STAT3 通过增加 MMPs 的分泌，促进胶原基质的降解。 此外，在创伤修复的过程中， ADSCs 还可向不同表型细胞转化，促 进伤口上皮化、血管重建等加速创面愈 合，减少瘢痕形成。 脂肪干细胞（ADSCs）由于具有 其他干细胞的共同特征，且其取材容易、 供应充足、损伤较小，目前已成为干细 胞研究领域的新热点。K1inger 和 Mai