成纤维细胞培养与瘢痕形成

病理性瘢痕组织内不同部位成纤维细胞的异质性聂芳菲;张哲【摘要】病理性瘢痕主要包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩,成纤维细胞是其发生、发展的主体细胞.正常皮肤、增生性瘢痕真皮浅层和真皮深层的成纤维细胞以及瘢痕疙瘩组织中不同层次、不同部位的成纤维细胞在细胞形态、功能、分子表型等方面均具有异质性.真皮深层的成纤维细胞可能是形成增生性瘢痕的主要细胞来源;而瘢痕疙瘩的形成则包含了真皮浅层和深层成纤维细胞的共同作用,并与其组织内不同部位成纤维细胞的异质性有关.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2014(020)016【总页数】3页(P2892-2894)【关键词】瘢痕疙瘩;增生性瘢痕;成纤维细胞;异质性;不同部位【作者】聂芳菲;张哲【作者单位】北京大学第三医院成形外科,北京100191;北京大学第三医院成形外科,北京100191【正文语种】中文【中图分类】R622;Q291病理性瘢痕包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩。

两者的实质都是以成纤维细胞为主的细胞增殖、活性增强，产生大量的胶原蛋白，使细胞外基质成分在组织中大量沉积，而难以被机体吸收或重塑的病理状态。

增生性瘢痕表现为高出正常皮肤、质地较硬的皮肤纤维化疾病。

瘢痕疙瘩更是瘢痕形成机制的代表性病变，是整形外科和皮肤科在临床治疗中面临的重大难题。

与增生性瘢痕相比，瘢痕疙瘩的临床特点为创伤诱因不明显、增长速度过快、不易退化、向周围正常皮肤浸润扩散，并超出原皮损范围。

早期常伴有炎性浸润带，手术切除后易复发，且复发范围可超过原瘢痕范围[1]。

在病理性瘢痕发病机制的基础研究中，许多研究者发现，不同层次、不同部位的瘢痕组织在临床表现、病理改变、细胞生物学和分子生物学特性等方面的差异较大，因此采取分层和(或)分部位研究，如真皮浅层和真皮深层；浸润部、增生部和老化部；中央部和周边部[2]。

该文就病理性瘢痕基础研究中关于正常皮肤、增生性瘢痕、瘢痕疙瘩不同层次、不同部位成纤维细胞的细胞及分子生物学差异作一综述，并探讨瘢痕组织内部成纤维细胞的异质性与病理性瘢痕发病机制的关系。

增生性瘢痕的发病机理和预防进展增生性瘢痕一直以来都是存在于全世界范围内的难题，在不同种族中其发病率有所差异，以往的报道提到白种人群中的增生性瘢痕发病率在5%～37%[1]。

增生性瘢痕在临床上表现为不超过伤口范围的高出皮肤表面的瘢痕组织，早期充血明显，可伴有疼痛或瘙痒，位于关节部位则可能会引起活动功能障碍[2]。

增生性瘢痕产生的不雅外观和不适症状让患者身心都承受着巨大的压力，预防瘢痕不仅是医学问题，也是一个社会问题，其防治对临床工作者来说更是一个挑战。

本文就增生性瘢痕的预防进展综述如下。

1 发病机制增生性瘢痕的病理基础是以成纤维细胞（fibroblast，Fb）为主的细胞成分的过度增殖和以胶原为主的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的过度沉积，目前其发病机制尚不甚清楚，总结参与的致病因素主要包括以下几个方面：1.1 ECM代谢异常：正常情况下，人体内ECM的合成和分解处于动态平衡，从而维持着相对稳定。

在创伤愈合的过程中，如果ECM合成明显增多则会形成增生性瘢痕或瘢痕疙瘩[3-6]。

Ⅰ型和Ⅲ型胶原是组成ECM的主要成分[7]，在增生性瘢痕中I /III胶原的比例可达6：1，明显高于正常的皮肤组织[8]。

1.2 细胞因子：细胞因子在增生性瘢痕的形成中起到了重要的作用，如转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、血小板源性生长因子和胰岛素样生长因子，均可诱导细胞合成大量胶原蛋白，使基质中胶原过度沉积。

Wang[9]研究发现增生性瘢痕比正常皮肤产生更多的可合成TGF-β1的mRNA以及蛋白，并且持续高表达TGF-β受体。

1.3 低氧和自由基：Takahashi等[10]发现低氧环境中培养的Fb可持续高表达脯氨酸、胶原蛋白，而间质金属蛋白酶-3表达降低，导致创伤后胶原沉积[11]。

研究表明，高于正常水平的NO可刺激成纤维细胞合成胶原，与瘢痕的形成有关[12]。

第1篇一、实验目的本研究旨在探讨皮肤瘢痕疙瘩的形成机制及其治疗方法，通过实验验证相关理论，为临床治疗提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 实验材料（1）实验动物：健康SD大鼠30只，雌雄各半，体重200-250g。

（2）实验试剂：兔抗鼠胶原蛋白抗体、兔抗鼠转化生长因子-β1（TGF-β1）抗体、兔抗鼠血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）抗体、免疫组化试剂盒、苏木精-伊红（HE）染色试剂盒等。

（3）实验仪器：光学显微镜、激光共聚焦显微镜、凝胶成像系统、生物组织切片机等。

2. 实验方法（1）建立皮肤瘢痕疙瘩模型：选取10只SD大鼠，采用背部手术方法制造皮肤瘢痕疙瘩模型，另一组10只作为对照组。

（2）实验分组：将模型组分为A、B、C三组，分别采用以下治疗方法：A组：采用局部注射糖皮质激素（得宝松）治疗；B组：采用局部注射5-氟尿嘧啶治疗；C组：采用局部注射利多卡因和曲安奈德混合液治疗。

对照组采用安慰剂治疗。

（3）组织学观察：在治疗结束后，取实验动物背部皮肤组织，进行HE染色和免疫组化检测。

（4）统计学分析：采用SPSS 22.0软件对实验数据进行分析，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和最小显著差异法（LSD）进行多重比较。

三、实验结果1. 组织学观察（1）对照组：皮肤组织结构正常，无瘢痕疙瘩形成。

（2）模型组：皮肤组织出现明显的瘢痕疙瘩，胶原纤维过度增生，细胞排列紊乱。

（3）A组：皮肤组织结构基本恢复正常，瘢痕疙瘩明显减轻。

（4）B组：皮肤组织结构基本恢复正常，瘢痕疙瘩减轻程度与A组相似。

（5）C组：皮肤组织结构基本恢复正常，瘢痕疙瘩减轻程度与A组相似。

2. 免疫组化检测（1）对照组：胶原蛋白、TGF-β1、PDGF-BB表达水平正常。

（2）模型组：胶原蛋白、TGF-β1、PDGF-BB表达水平明显升高。

（3）A组、B组、C组：胶原蛋白、TGF-β1、PDGF-BB表达水平均显著降低，与模型组相比差异具有统计学意义。

结缔组织生长因子与瘢痕皮肤瘢痕本质上是一种皮肤伤口的病理愈合过程,其最显著的特征是成纤维细胞持续活化所产生的细胞外基质(ECM)成分,如纤连蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖，尤其是胶原的过度堆积,导致真皮的纤维化。

尽管目前尚不清楚瘢痕的发病机制,但在伤口愈合过程中由血小板以及各种炎症细胞释放的细胞因子被认为在瘢痕的发生、发展以及转归中起着关键的作用。

近年来在瘢痕形成过程的发病中，细胞因子网络逐渐为人们的研究热点,其中转化生长因子β(TGFβ)被认为是具有致纤维化作用的重要细胞因子之一。

结缔组织生长因子(CTGF)是一种新发现的细胞因子，被视为转化生长因子β1(TGFβ1)的下游反应元件，具有促进成纤维细胞增殖以及参与细胞外基质(ECM)产生、积聚等功能，这在多种纤维化疾病的研究中已得到证实。

在瘢痕形成过程的体内和体外实验研究中,CTGF对成纤维细胞的分化增殖，具有很强的调控作用，而CTGF的异常高表达在瘢痕形成过程的发生、发展过程中起着关键作用，已成为瘢痕形成过程新的研究热点[12]，本文就这方面的研究文献作一综述。

1CTGF分类与结构1991年Bradham等[3]首先在人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)的条件培养基中发现了人类的CTGF(hCTGF)。

它是一种富含半胱氨酸的分泌性多肽，是一种单基因生长因子，归属于以其命名的家族，这个家族成员在氨基酸序列上有着高度的同源性，目前其成员包括了cyr61(cysteine rich61)、CTGF、nov(nephroblastoma overxpressed gene)、elml/wisp1(expressed low in metastasis1)、CTGFL(CTGF like)/wisp2和wisp3等七种细胞因子,均已被提取、克隆和测序。

虽然它们结构相似,但功能却有显著差异。

如cyr 61和CTGF具有趋化细胞、促进细胞粘附、增生和ECM合成等作用;而nov、elml、CTGFL 和wisp3对细胞增生却表现为负性调节作用[4]。

医疗美容瘢痕的美容技术瘢痕作为常见的损容性皮肤病，影响患者容貌，甚至导致功能异常，对患者的心理、生理危害巨大。

瘢痕的形成仿佛是机体创伤愈合的双刃剑，具有复杂的发病机制和多样的形态变化，目前虽然治疗方法较多，但从循证医学角度，仍缺乏切实有效的标准化治疗方案。

瘢痕的防治，一直是美容皮肤科学临床和基础的热点之一，因此本节将对瘢痕的概念、发病机制、分类、诊断及防治进行论述，以期系统化、规范化瘢痕的诊治，提高该损容性皮肤病的理论认识和临床水平。

一、瘢痕的概念和发病机制（一）概念瘢痕是一个笼统的概念，是各种创伤后所引起的正常皮肤组织的外观形态和组织病理的不规则改变的统称，是一种血液循环不良、结构异常、神经分布错乱的纤维化改变，是人体创伤修复过程中的一种自然产物。

也就是说，瘢痕是机体组织受到严重创伤后修复过程的必然结果，是损伤愈合的产物和指征，适度的瘢痕形成是创伤修复的正常生理表现，即生理性瘢痕，具有一定的积极意义。

由于瘢痕形成的复杂病因和发病机制，皮肤受到不同程度创伤后，愈合过程中会出现受伤组织异常过度增生，形成增生性瘢痕（HS）和瘢痕疙瘩，即病理性瘢痕。

创伤修复根据损伤的严重程度可有两种形式。

一种形式是皮肤的表浅伤口，仅仅影响表皮，由毛囊、皮脂腺的上皮细胞增生起始，通过简单的上皮形成而愈合，修复后均能达到结构和功能的完全恢复；另一种形式则是深达真皮和皮下组织的创伤，以结缔组织的再生与沉积来替代被损伤的组织为表现，这种再生与修复的结缔组织就形成了瘢痕。

皮肤瘢痕的本质是一种不具备正常皮肤组织结构及生理功能、失去正常组织活力的不健全组织。

对于伤前组织来说，是一种不完善、不规则的替换和修复。

皮肤的瘢痕不仅破坏了体表美，还可妨碍相关组织或器官的生理功能，甚至导致畸形。

瘢痕对人体的影响有如下几个方面：①美容：表现为局部组织增厚，有色泽变化，或色素沉着、色素脱失；②感觉：瘢痕局部常有痒、痛感，可达到难以忍受的程度；③恶变：在长期营养不良或经常受牵拉的部位，局部破溃后形成慢性溃疡，慢性溃疡的长期存在有癌变的可能；④功能：瘢痕本身或瘢痕挛缩对周围组织的牵拉常导致功能障碍。

疤痕和瘢痕的形成原理疤痕和瘢痕是在人体皮肤受损后形成的，其形成原理是由于伤口愈合过程中胶原纤维的重组和重新排列。

首先，当人体皮肤发生创伤或手术后，细胞和组织会经历一系列的生理过程来修复伤口。

伤口愈合的过程可分为三个阶段：炎症阶段、新生血管和纤维组织形成的增生阶段以及修复和重建阶段。

在炎症阶段，伤口出血并形成血块，同时炎性细胞和血小板聚集在伤口周围，释放生长因子和细胞因子来启动修复过程。

血小板释放的血小板衍化生长因子（PDGF）和转化生长因子β（TGF-β）可以促进细胞的增殖和胶原合成。

在新生血管和纤维组织形成的增生阶段，创伤部位的毛细血管开始重新形成，以及成纤维细胞的增殖和合成。

新生血管的形成为伤口提供了养分和氧气，而成纤维细胞则启动了胶原纤维的生成。

成纤维细胞合成的胶原纤维同时也会被细胞表面的纤维连接蛋白（fibronectin）所吸附，从而将纤维细胞连接在一起。

最后，在修复和重建阶段，胶原纤维进一步重组和重新排列，形成了结构紧密的纤维组织。

这些纤维组织中的胶原纤维稍有不同于正常皮肤中的胶原纤维，它们更为紧密并方向错乱，这就是疤痕和瘢痕的主要特征。

胶原纤维在疤痕和瘢痕中的形成是具有一定规律性的。

在开始阶段，由于纤维母细胞和结缔组织内的韧带细胞的不断增殖和移行，伤口中产生了大量的胶原纤维。

这些胶原纤维最初呈现无定型，随着愈合进展，它们开始重新排列，并呈现出有序的平行排列。

然而，由于纤维母细胞与韧带细胞数量的增加以及伤口组织的力学张力，这些平行排列的胶原纤维开始纠缠在一起形成成束的纤维阵列。

同时，伤口表皮层的角质形成和黑素沉积也会影响疤痕和瘢痕的外观。

此外，疤痕和瘢痕的形成还与个体的遗传、荷尔蒙水平、年龄和伤口部位等因素有关。

一般来说，年轻人的愈合能力更强，他们在伤口愈合过程中产生的疤痕会相对较少。

而在某些情况下，如疤痕痤疮、束缚性疤痕、异位瘢痕等，伤口的愈合过程可能会出现异常情况，形成较为明显或异常的疤痕结构。

论著【收稿日期】2004-10-12;【修回日期】2004-12-03【作者简介】李卫华(1971-),男,籍贯河北,硕士,主治医师,主要研究方向为瘢痕的形成机理。

增生性瘢痕成纤维细胞与正常皮肤成纤维细胞生长差异比较李卫华1,李德水2,刘洪琪2(武警医学院:11整形美容中心;21烧伤整形科;天津300162)摘　要:　【目的】探讨增生性瘢痕成纤维细胞与正常皮肤成纤维细胞基因表现型的差异以及EGF 、PD GF 和bF GF 对其的影响。

【方法】测定细胞生长曲线;应用液闪计数测定成纤维细胞胶原蛋白的合成。

【结果】增生性瘢痕成纤维细胞增殖速度比正常皮肤成纤维细胞慢;胶原蛋白的合成高于正常皮肤成纤维细胞。

EGF 、PD GF 和bF GF 均对两种成纤维细胞的增殖具有强烈的刺激作用。

EGF 和bF GF 可减少增生性瘢痕成纤维细胞的胶原蛋白合成,PD GF 可以使两种成纤维细胞的胶原蛋白合成增加。

【结论】增生性瘢痕成纤维细胞是一种特殊基因表现型的成纤维细胞,它具有自己特殊的生物学特性。

EGF 、PD GF 和bF GF 在增生性瘢痕的形成过程中可能具有重要作用。

关键词:增生性瘢痕;成纤维细胞;胶原蛋白;表皮细胞生长因子;血小板衍生生长因子;碱性成纤维细胞生长因子【文章编号】　100825041(2005)022*******　【中图分类号】　R32912　【文献标识码】　AThe study of the phenotypic differences of hypertrophic scar f ibroblasts versus normal dermal f ibroblasts by cytokine stimulationL I Wei 2hu a ,L I De 2shui ,L IU H ong 2qi (Department of Plastic and Esthetic Surgery ,The A ff iliated H ospital of Medical College of Chinese People ′s Armed Police Force ,Tianjin 300162,China)Abstract :【Objective 】To study the phenotypic differences between the hypertrophic scar fibroblasts and normal dermal fibroblasts by determining their responsiveness to EGF 、PD GF and bF GF 【Methods 】Hypertrophic scar fibroblasts and normal dermal fibroblasts were propagated in culture.Their proliferative behaviors were studied.The collagen synthetic rates were determinedwith liquid scintillation technology.【R esults 】Hypertrophic scar fibroblasts grew at a lower rate than that of normal dermal fibrob1asts.The collagen synthetic rate of the hypertrophic scar fibroblasts was higher than that of the normal dermal fibroblasts.EGF 、PD GF and bF GF stimulated the proliferation of both cells violently.The col1agen synthesis of hypertrophic scar fibroblasts was inhibited by EGF and bF GF whereas PD GF increased both cells ′collagen synthesis.【Conclusion 】The hypertrophic scar fibroblast is a different phenotype from the normal dermal fibrob 2last.EGF 、PD GF and bF GF may play important roles in the formation of hypertrophic scars.K ey Words :Hypertrophic scar ;Fibroblasts ;Collagen ;EGF ;PD GF ;bF GF 增生性瘢痕一直是限制患者正常愈合的一个主要问题,其病因尚未完全明了。

药学研究• Journal of Pharmaceutical Research 2021 Vol.40，No.3• 191•成纤维细胞在皮肤创伤修复中的作用研究进展李文殊,许宇饺，卓雅婷，刘蕴瑶，强磊(中国药科大学，江苏南京211198)摘要：皮肤是人体最大的器官，保护人体免受外界环境的干扰。

皮肤的完整性受到伤害时可能会导致机体功能受损，甚至死亡。

各种急、慢性皮肤损伤严重影响广大患者的生活质量。

研究皮肤创伤修复的具体分子机制在医学研究中至关重要。

成纤维细胞存在于大多数器官中，主要负责损伤后迁移至伤口处，并分泌形成细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的蛋白及相关分子。

有报道称，在不同组织修复过程中，成纤维细胞表型的改变可以增加损伤处细胞外基质的产生和收缩。

皮肤中的成纤维细胞，存在于真皮层中，在皮肤受到损伤时，成纤维细胞及其活化形式-肌成纤维细胞参与皮肤创伤修复。

一方面，成纤维细胞参与早期肉芽组织的生成。

另一方面，肌成纤维 细胞影响伤口愈合后病理性瘢痕的形成。

关键词：皮肤损伤修复;成纤维细胞;肌成纤维细胞;瘢痕形成中图分类号：R641 文献标识码：A文章编号=2095-5375(2021)03-0191-005doi：10.13506/ki.jpr.2021.03.011Research progress of the role of fibroblasts in skin wound repairLI Wenshu ,XU Yujiao ,ZHU0 Yating ,LIU Yunyao ,QIANG Lei(China Pharmaceutical University ^Nanjing 21H98 9 China)Abstract ： Skin is the largest organ which protects the human body from external disturbances.Damaged skin may result in impaired body function or even death.Various acute and chronic skin injuries significantly affect the quality of patients^ life.lt is very important to investigate the specific molecular mechanism of skin "wound repair in medical research.Fibroblasts exist in most organs and are responsible for the production and turnover of extracellular matrix ( ECM) molecules.lt has been reported that fibroblasts change their phenotype during the tissue repair, which can increase the production and con­traction of extracellular matrix at the injur^^ site.Fibroblasts in the skin exist in the der^nis.When skin is damaged, fibroblasts and their activated for^ns, myofibroblasts, participate in skin wound repair to a certain extent.On the one hand, fibroblasts are involved in the formation of granulation tissue at the early stage.On the other hand,myofibroblasts have effect on pathological scar formation after wound healing.Key words ： Skin wound healing; Fibroblast; Myofibroblast; Scar伤口愈合主要是指皮肤在受到外界物理伤害的情况下，进行的创面修复过程，皮肤损伤修复对人类的健康至关重要。

成纤维细胞是一种常见的细胞类型，在人体组织的修复和维持中起着重要作用。

成纤维细胞的病理变化可能与多种疾病和状况相关，以下是一些常见的情况：
1. 炎症和感染：炎症或感染可能导致成纤维细胞的激活和增殖。

这些细胞会产生胶原蛋白等细胞外基质成分，用于修复受损的组织。

然而，过度的炎症反应可能导致纤维化和组织瘢痕形成。

2. 伤口愈合：在伤口愈合过程中，成纤维细胞参与形成新的结缔组织。

然而，异常的伤口愈合过程，如慢性伤口或瘢痕疙瘩形成，可能与成纤维细胞的过度活跃或异常增殖有关。

3. 纤维化疾病：某些疾病，如肝硬化、肺纤维化和肾脏纤维化，涉及成纤维细胞的异常活动。

成纤维细胞过度产生和沉积细胞外基质，导致器官的纤维化和功能障碍。

4. 肿瘤发生：在某些情况下，成纤维细胞可能发生突变和异常增殖，形成肿瘤，如成纤维细胞瘤。

5. 衰老过程：随着年龄的增长，成纤维细胞的功能可能下降，导致皮肤的弹性和紧致度减少。

6. 免疫反应：成纤维细胞也可以参与免疫反应，调节炎症和组织修复。

成纤维细胞的病理变化通常是一个复杂的过程，涉及多种因素的相互作用。

对成纤维细胞的研究有助于理解这些病理过程，并为相关疾病的诊断和治疗提供线索。

具体的病理情况需要结合临床表现、组织病理学检查和相关实验室检测来综合判断。