应用骨髓间充质干细胞修复皮肤损伤的研究进展
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临床医学研究与实践2021年2月第6卷第6期综述DOI :10.19347/ki.2096-1413.202106064基金项目:国家自然科学基金委员会资助项目(No.81903949);浙江省基础公益研究计划项目(No.LQ19H290004)。
作者简介:戚亚钦(1999-),女,汉族,浙江绍兴人。
研究方向:临床医学。
*通讯作者:方燕,E -mail :fangyan@.间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs )是具有自我更新能力并表现出多向分化潜能的成体非造血干细胞,广泛存在于骨髓、脂肪、外周血、脐带、胎儿组织、肌肉等中。
MSCs 具有来源丰富、获取方便、增殖率高等特点,已成为组织工程和临床研究的理想种子细胞[1]。
近年来,随着国内外对MSCS 的研究越来越深入,以MSCs 为基础的细胞移植替代治疗显现出良好的效果,MSCs 在临床试验中的安全性和有效性也已得到了更好的证明[2]。
1MSCs 的临床应用1.1MSCs 在神经系统疾病中的临床研究与应用目前,许多神经系统疾病如缺血、缺氧性脑病、恶性脑胶质瘤、神经系统退行性病变等仍无有效治疗方法,预后较差。
脑缺血后神经元的坏死将导致永久性神经功能缺陷,现有治疗手段尚不能逆转神经元和神经胶质细胞变性引起的神经功能障碍[3]。
MSCs 通过旁分泌作用,增加神经生长因子和脑源性神经营养因子的释放,促进神经障碍中丢失或损坏的神经元的恢复,减少神经元细胞的凋亡[4]。
MSCs 还可通过增加血管生成因子的分泌,促进病灶区新生血管生成;通过抑制血管内皮的凋亡和氧化应激,减少血管炎性损伤,增加脑血管的完整性[5]。
Xu 等[6]通过建立缺血缺氧性脑病的大鼠模型,证实MSCs 的脑内移植可减小脑梗塞体积,有效改善神经损伤,进而改善大鼠运动功能,为临床进一步研究提供实验依据。
但研究发现,缺血区局部不利的微环境使得能够迁移并存活在损伤区的MSCs 数量很少,严重限制了MSCs 的应用前景[7]。
山东医药2021年第61卷第17期间充质干细胞外泌体修复脊髓损伤作用机制的研究进展马麟,张晓勃,赵光海,巩朝阳,张海鸿兰州大学第二医院,兰州730030摘要:脊髓损伤(SCI)通常会导致不可逆的神经退行性改变并影响终生,但目前缺乏有效治疗策略。
间充质干细胞外泌体可通过促进血管生成、促进轴突生长、调节炎症反应、调节免疫反应及抑制细胞凋亡等方式修复SCI,或可能成为SCI患者治疗的新选择。
关键词:间充质干细胞;外泌体;脊髓损伤;脊髓修复;作用机制doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2021.17.024中图分类号:R744.9;R651.2文献标志码:A文章编号:1002-266X(2021)17-0089-03脊髓损伤(SCI)是一种破坏性神经退行性疾病,临床上目前缺乏对该病有效的治疗方法,而纳米技术和再生医学策略为新型疗法的开发带来了希望。
干细胞可通过替代丢失或受损的细胞为神经元提供营养支持,改善脊髓的微环境,从而促进受损轴突再生,加快SCI修复[1]。
间充质干细胞(MSCs)可来自骨髓、脂肪、脐带血和胎盘等多种组织,具有归巢、增殖、分化、分泌和免疫调节的功能,是动物研究和人类临床试验中最常用的干细胞[2]。
外泌体是释放到细胞膜外的纳米级囊泡,含有大量复杂分子如蛋白质、脂类和各种核酸,而这些分子的特性与它们的来源细胞有关[3]。
MSCs外泌体(MSCs-Exo)的生物学功能与MSCs相似,但MSCs-Exo更稳定,不会引发机体免疫排斥反应;其具有易分离的特点,故可用于将遗传物质或药物转运至靶细胞;并且尺寸相对较小,故能渗透血脑屏障到达中枢神经系统损伤部位[4-5]。
因此,MSCs-Exo是无细胞治疗的合适选择。
多项研究显示,MSCs-Exo在SCI修复中有巨大潜力。
本文就MSCs-Exo修复SCI的作用机制综述如下。
1MSCs-Exo通过促进血管生成修复SCI血管生成是SCI修复的关键,局部血管丢失与血脑屏障损伤引起的破坏可导致缺血和炎症反应,从而引发脊髓神经组织的综合性损伤[6]。
骨髓间充质干细胞研究与应用概况于雷;高俊玲【摘要】骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。
1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。
后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。
培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。
于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。
【期刊名称】《华北理工大学学报:医学版》【年(卷),期】2018(020)002【总页数】5页(P164-168)【关键词】骨髓间充质干细胞;肺纤维化;缺血性脑卒中【作者】于雷;高俊玲【作者单位】[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;[1]华北理工大学基础医学院,河北唐山063000;【正文语种】中文【中图分类】R329.2骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal cells,BMSCs)是当下热点研究对象之一。
1867年德国病理学家Cohnheim教授[1]在研究创口愈合过程中发现骨髓中存在一种非造血系统的多潜能细胞,但研究因为条件原因未能深入。
后来有研究者[2]在20世纪60年代开展一系列开创性研究,发现从骨髓中分离得到长梭状、成纤维细胞样的细胞群,在塑料培养皿中呈集落样贴壁生长;1987年,又发现这种骨髓单核细胞可在一定的条件下分化为成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞。
培养增殖二十代后仍保有其多向分化的潜能。
于是把这种多能细胞称为间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)。
间充质干细胞外泌体免疫调节作用及其机制的研究进展余思;刘尧;陈旭【摘要】外泌体是一类由真核细胞分泌的细胞外微囊泡,能够介导细胞之间的信息交流.间充质干细胞(MSCs)外泌体具有和MSCs相似的生物学功能,在修复组织损伤、抑制局部炎症和调节免疫中发挥重要作用.与MSCs相比,外泌体更稳定而且易保存,免疫排斥反应的风险较低,为多种疾病的细胞治疗提供了新选择.本文将对MSCs外泌体免疫调节作用及其机制的研究进展做一综述.【期刊名称】《中国医科大学学报》【年(卷),期】2018(047)010【总页数】4页(P939-941,947)【关键词】间充质干细胞;外泌体;免疫调节【作者】余思;刘尧;陈旭【作者单位】中国医科大学口腔医学院儿童口腔科,辽宁省口腔疾病重点实验室,沈阳110002;中国医科大学口腔医学院儿童口腔科,辽宁省口腔疾病重点实验室,沈阳110002;中国医科大学口腔医学院儿童口腔科,辽宁省口腔疾病重点实验室,沈阳110002【正文语种】中文【中图分类】R329.21980年,PAN研究组首次发现羊网织红细胞分泌出一些小囊泡,1987年将其命名为外泌体[1-2]。
外泌体来源于胞内体,胞内体内陷形成多囊泡体,多囊泡体与细胞膜结合并释放到细胞外,形成外泌体。
电子显微镜下,外泌体直径40~100 nm,由双层磷脂分子包围,呈板状或杯状,通常存在于1.13~1.19 g/mL的蔗糖密度层[3]。
外泌体含有丰富的蛋白质、RNA和DNA等,并能在细胞间稳定转运这些活性成份,介导邻近细胞或全身范围内细胞之间的信息交流,在多种疾病的发生发展中发挥关键作用,可作为多种疾病发生的诊断指标[4-5]。
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有自我更新、多向分化和免疫调节性能的成体干细胞群。
MSCs通过细胞直接接触和旁分泌作用发挥免疫调节性能,从而抑制过度的免疫反应,维持局部微环境内稳态,促进组织的修复,为炎症相关性疾病和自身免疫性疾病的治疗带来新的方向[6-7]。
组织工程在软组织修复中的研究进展软组织损伤和缺陷是临床上常见的问题,给患者带来了巨大的痛苦和生活不便。
传统的治疗方法如自体组织移植、异体组织移植和人工材料替代等存在着诸多局限性,如供体组织来源有限、免疫排斥反应、术后并发症等。
组织工程的出现为软组织修复带来了新的希望,其通过构建生物活性的组织替代物,有望实现受损组织的完美修复和再生。
一、组织工程的基本概念和原理组织工程是一门融合了生物学、工程学和医学的交叉学科,旨在利用细胞、生物材料和生物活性因子的协同作用,构建具有特定功能和结构的组织或器官。
其基本原理是从患者体内获取少量的细胞,在体外进行培养扩增,然后将这些细胞种植在具有良好生物相容性和生物可降解性的支架材料上,同时添加适量的生物活性因子,促进细胞的黏附、增殖和分化,最终形成具有特定功能的组织或器官。
二、软组织修复中常用的组织工程策略1、细胞治疗细胞是组织工程的核心要素之一。
在软组织修复中,常用的细胞类型包括成纤维细胞、间充质干细胞、脂肪干细胞等。
成纤维细胞是皮肤和结缔组织中的主要细胞类型,能够合成和分泌胶原蛋白等细胞外基质成分,促进组织的修复和再生。
间充质干细胞具有多向分化潜能,能够分化为成纤维细胞、脂肪细胞、软骨细胞等,在软组织修复中发挥着重要的作用。
脂肪干细胞来源丰富,易于获取和培养,也成为了软组织修复的理想细胞来源之一。
2、生物材料支架生物材料支架为细胞的生长和分化提供了三维空间和物理支持。
理想的生物材料支架应具有良好的生物相容性、生物可降解性、合适的孔隙结构和机械性能。
目前,用于软组织修复的生物材料支架主要包括天然材料(如胶原蛋白、明胶、壳聚糖等)和合成材料(如聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯等)。
此外,一些新型的生物材料如纳米材料、水凝胶等也在软组织修复中展现出了良好的应用前景。
3、生物活性因子生物活性因子能够调节细胞的行为和功能,促进组织的修复和再生。
在软组织修复中,常用的生物活性因子包括生长因子(如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子等)、细胞因子(如白细胞介素、肿瘤坏死因子等)和激素(如胰岛素、甲状腺素等)。
生长因子对皮肤缺损修复的研究进展李中心 袁义伦 蒋振营郑州市第一人民医院骨科 郑州 450004【关键词】 生长因子;皮肤缺损修复;研究【中图分类号】 R628 【文献标识码】 A 【文章编号】 167325110(2008)1020122202 皮肤缺损常由外伤、手术创面不愈合、压疮、糖尿病坏疽、溃疡等引起,在临床上非常多见,治疗较难。
当前较常用的治疗方法有皮肤移植、局部外用生肌药等,但效果常常不能令人满意。
近年来随着对生长因子研究的日益深入,应用生长因子修复皮肤缺损正逐步走向临床。
皮肤缺损形成后,创面修复主要包括肉芽组织增生、创面再上皮化及瘢痕形成与创面愈合改建等过程。
现代医学认为,皮肤缺损修复是多种细胞、生长因子和细胞外基质之间相互作用复杂的动态过程,创面愈合的各个阶段都有生长因子的参与和调控,与以下几种生长因子关系较为密切:血小板源性生长因子(PD GF)、人类的转化生长因子β(T GF2β)、碱性成纤维细胞生长因子(bF GH)、表皮细胞生长因子(ECG)。
目前认为生长因子的作用机制主要为[1]:(1)趋化作用,吸引炎性细胞和成纤维细胞进入伤口;(2)促进细胞增殖;(3)促进伤口的血管化;(4)对细胞外基质的产生和降解有调节作用;(5)诱导邻近细胞合成细胞因子。
本文就以上这些生长因子的研究近况综述如下。
1 血小板源性生长因子PD GF是一种多肽生长因子,最早是从人血小板中分化提纯而来,是最早发现的生长因子之一[2]。
PD GF是由A、B两条亚基通过二巯键相互聚合形成的二聚体。
机体内PD GF有三种异构体形式:PD GF2AA、PD GF2BB及PD GF2AB。
三种PD GF功能不完全相同,其中PD GF2BB和PD GF2AB在促进结缔组织来源细胞的有丝分裂方面作用可能更强一些。
人血小板中常见的形式是AB(70%)型和BB(30%)型。
PD GF具有广泛的生物学活性,它作用于靶细胞膜上的相应受体,产生一系列生物学效应。
骨髓间充质干细胞的研究进展【关键词】骨髓干细胞骨组织工程学研究内容要紧包括三方面a)种子细胞的研究;b)支架材料的研究;c)组织工程化骨的临床应用。
其中种子细胞是组织工程研究中首要的、最大体的环节。
作为骨组织工程的理想种子细胞,应具有以下特点:a)结构比较简单,是不具有特定性能的原始细胞;b)取材容易,对机体损伤小;c)体外培育增殖能力强;d)可在必然条件下向特定方向转化;e)稳固表达到骨细胞表型;f)植入人体后能继续产生成骨活性;g)无致瘤性[1~2]。
20世纪70年代中期已证明骨髓间充质干细胞(Bone mesenchymal stem,BMSCs)具有自我增殖能力和分化潜能,且具有来源普遍、取材简单、分化成骨的潜能强等特点,成为目前骨组织工程种子细胞研究的重点。
1 BMSCs体外增殖的生物学特性及培育BMSCs的体外增殖生物学特性干细胞是指那些具有高度增殖和自我更新能力,并能分化为两种以上不同类型组织细胞的细胞;组织干细胞是指发育成熟的个体内具有多向分化潜能的细胞,目前比较明确的能够转化的组织干细胞主若是BMSCs。
对BMSCs的细胞周期研究说明,其大约有20%为静止期细胞,即G0期细胞。
这说明BMSCs具有壮大的增殖能力,每传一代细胞数量就增加2~4倍。
但有文献报导,高度传代(大于25代)的BMSCs中有一部份已经表现出凋亡特性。
BMSCs的体外培育Freiden stein发觉了骨髓培育中有呈纺锤状的少量贴壁细胞,能够分化形成多种中胚层组织,包括:骨、软骨、肌腱、肌肉组织、骨髓基质结缔组织等,这种形成集落的初始骨髓基质细胞被称为成纤维细胞样细胞集落形成单位(Colony forming unit firbroblastic,CFU F)。
Minguell[3]以为BMSCs为存在于骨髓基质中的非造血来源的细胞亚群,Ashton称其为骨髓基质成纤维细胞。
BMSCs对营养条件要求高,而且含量很低,约为%~%,要利用BMSCs就必需实现其体外分离培育及扩增[4]。
医药·保健干细胞的研究进展及应用前景王晓瑞1李薇1顾恩妍2张慧1胡桂1(1、昆明医科大学海源学院,云南昆明6501062、北京吉源干细胞医学研究院,北京101318)现今,干细胞的研究越来越被重视,干细胞技术发展迅速,已从基础医学研究扩展到了临床应用研究,在生殖系统疾病、神经系统疾病、组织损伤性疾病等的治疗方面已取得了显著的进展[1]。
干细胞是一种特殊细胞,它具有自我更新能力、多向分化能力、可植入能力及组织重建能力等特征,它既可以通过细胞分裂维持自身群体的稳定,又可以分化成为不同类型细胞,进而构成机体各种复杂的组织器官[2]。
干细胞的研究不仅为生物学和基础医学提供了更深入的视角,而且为临床上对于很多疾病的治疗提供了新的思路,带来了新的希望。
1干细胞的定义及特点目前,根据干细胞的来源可将干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
胚胎干细胞,被誉为全能性干细胞,理论上讲,无论在体内还是体外环境都可以诱导分化为机体中的所有细胞类型,在适当的条件下它们甚至可以发育为一个有机体。
成体干细胞,是存在于发育成熟个体内已分化组织中的未分化细胞,它具有自我更新能力并能分化为其所在组织起源的所有细胞类型。
而诱导性多能干细胞(iPS 细胞)是源于成熟体细胞诱导演变成具有胚胎干细胞的全能分化潜能细胞,归在哪一类尚存争议。
1.1胚胎干细胞(embryonic stem cell ,ESCs ,简称ES 或EK 细胞),是由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性,此外,胚胎干细胞保持着高的端粒酶活性和正常细胞信号传导途径,可以快速增殖。
1.2成体干细胞,是存在于发育成熟个体内已分化组织中的未分化细胞,它具有自我更新能力并能分化为其所在组织起源的所有细胞类型。
有造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞等多种类型。
最新的研究表明成体干细胞不仅能分化为特定谱系细胞,还能分化成为在发育上无关的其他谱系细胞,这提示成体干细胞具有较大的分化潜能,可在组织修复等多种疾病的治疗中发挥重要的作用[3]。