間充質(zhì)干細(xì)胞不同移植途徑修復(fù)慢性創(chuàng)面的機(jī)制,免疫學(xué)論文

間充質(zhì)干細(xì)胞不同移植途徑修復(fù)慢性創(chuàng)面的機(jī)制,免疫學(xué)論文內(nèi)容摘要背景：間充質(zhì)干細(xì)胞移植在慢性傷口治療領(lǐng)域中已被證明是一項(xiàng)有前景的新療法。在加強(qiáng)其應(yīng)用療效方面，關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞不同輸送途徑及優(yōu)劣比擬的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，優(yōu)化輸送途徑對(duì)于提高間充質(zhì)干細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用效果尤為重要。目的：討論間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的相關(guān)機(jī)制，并就不同移植方式在慢性創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用效果展開(kāi)綜述。方式方法：由。結(jié)果與結(jié)論：①旁分泌功能是間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮創(chuàng)面修復(fù)作用的主要機(jī)制，間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌可溶性因子和釋放胞外囊泡促進(jìn)血管生成，減輕局部炎癥反響，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)重塑，重建利于組織修復(fù)的再生微環(huán)境。②綜合來(lái)看，生物材料支架是當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞給藥途徑中最有前景的移植方式之一，與傳統(tǒng)全身給藥(動(dòng)脈、靜脈給藥)和傳統(tǒng)局部給藥(如皮下、肌內(nèi)注射)相比，優(yōu)良的可塑性、生物活性、生物降解性和生物相容性是其占據(jù)優(yōu)勢(shì)的4個(gè)關(guān)鍵特性，以生物材料支架為代表的新型給藥方式一定程度上克制了傳統(tǒng)給藥途徑的安全性差、效率低等眾多問(wèn)題，提高了間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性傷口中的應(yīng)用效果，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其優(yōu)勢(shì)。③間充質(zhì)干細(xì)胞移植途徑的選擇一定程度上取決于其治療目的及應(yīng)用何種作用機(jī)制。④關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞的作用機(jī)制與給藥途徑的關(guān)系，以間充質(zhì)干細(xì)胞向受損組織歸巢為例，當(dāng)移植方式為局部給藥(如肌內(nèi)注射)，除了受損組織內(nèi)間充質(zhì)干細(xì)胞的基本間質(zhì)遷移外，間充質(zhì)干細(xì)胞則不需要必須向受損組織歸巢和遷移；假設(shè)間充質(zhì)干細(xì)胞的輸送是全身性的(如如動(dòng)脈和靜脈途徑注射)，間充質(zhì)干細(xì)胞的歸巢機(jī)制是到達(dá)其修復(fù)目的所必需的。因而，為提高應(yīng)用質(zhì)量，應(yīng)將給藥途徑與間充質(zhì)干細(xì)胞介入創(chuàng)面修復(fù)的相關(guān)機(jī)制綜合考慮。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：間充質(zhì)干細(xì)胞；慢性創(chuàng)面；皮膚；機(jī)制；輸注途徑；移植；組織工程；再生醫(yī)學(xué)慢性傷口是指皮膚組織長(zhǎng)達(dá)6-8周以上沒(méi)有能正常愈合，且無(wú)法通過(guò)正常、有序、及時(shí)的修復(fù)經(jīng)過(guò)以到達(dá)解剖和功能上完好狀態(tài)的傷口[1]。根據(jù)發(fā)病原因分類，慢性傷口通常分為血管性潰瘍(靜脈或動(dòng)脈潰瘍)、糖尿病潰瘍和壓力性潰瘍，華而不實(shí)年齡、免疫狀況、營(yíng)養(yǎng)不良、疾病和藥物等是導(dǎo)致慢性傷口構(gòu)成的主要危險(xiǎn)因素。有研究表示清楚，與正常愈合的傷口相比，慢性傷口表現(xiàn)出促炎細(xì)胞因子、蛋白酶和活性氧等水平的增加，細(xì)胞衰老速度加快及干細(xì)胞數(shù)量減少[2]。有數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)每年需要行創(chuàng)面治療的患者約1億人次，嚴(yán)重患者約3000萬(wàn)人次，將來(lái)隨著中國(guó)人口老齡化趨勢(shì)加快，與之相關(guān)的慢性難愈性創(chuàng)面的發(fā)生率還會(huì)進(jìn)一步增加[3]。與此同時(shí)，慢性傷口的發(fā)生也給醫(yī)療保健系統(tǒng)和患者帶來(lái)了沉重的財(cái)政負(fù)擔(dān)，僅在美國(guó)每年治療難愈性傷口方面的費(fèi)用就接近300億美元[4]。創(chuàng)面損傷種類多而復(fù)雜，人們對(duì)創(chuàng)面治療的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，因而怎樣快速、安全、完美修復(fù)慢性創(chuàng)面是臨床亟待解決的問(wèn)題。當(dāng)前臨床上已有多種治療創(chuàng)面損傷的方式方法，如傳統(tǒng)藥物治療、負(fù)壓封閉引流、生物敷料和自體皮瓣移植技術(shù)等，傳統(tǒng)的創(chuàng)面治療方式方法已不能完全知足臨床治療和患者本身的需要；傳統(tǒng)的慢性傷口護(hù)理方案通常是針對(duì)感染或壞死組織行清創(chuàng)術(shù)，隨后應(yīng)用傷口敷料和局部藥劑來(lái)保衛(wèi)傷口免受感染并加速愈合，當(dāng)前傷口護(hù)理有限的治療方案很少能有效地逆轉(zhuǎn)慢性傷口的演變，慢性傷口護(hù)理只獲得了中等程度的成功；對(duì)于老年人群，其皮膚中的膠原蛋白總量和表皮更新速度在隨年齡遞減，加之老年患者常由于不能忍耐外科干涉治療，因而其傷口治療選擇也越來(lái)越有限。面臨慢性傷口風(fēng)險(xiǎn)的患者群體正在迅速增長(zhǎng)，迫切需要開(kāi)發(fā)更有效的傷口護(hù)理策略。同傳統(tǒng)治療方式方法相比，干細(xì)胞治療創(chuàng)面損傷被以為是一種有前途的新療法。間充質(zhì)干細(xì)胞作為一類具有高度自我更新、多向分化潛能和低免疫原性的多能干細(xì)胞，廣泛存在于骨髓、脂肪、胎盤(pán)、臍帶、臍血、羊膜和牙髓等多種組織中[5-6]。間充質(zhì)干細(xì)胞在不同誘導(dǎo)條件下能夠定向分化為骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和肌肉細(xì)胞等[7]，其分化不僅局限于中胚層，還可跨胚層分化為外胚層的神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)胚層的肝細(xì)胞等細(xì)胞類型，具有良好的可塑性。間充質(zhì)干細(xì)胞已被證明通太多種機(jī)制促進(jìn)皮膚傷口愈合，華而不實(shí)旁分泌特性、免疫調(diào)節(jié)功能、遷移與歸巢和定向分化能力是其發(fā)揮治療效果的主要機(jī)制。間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)刺激血管生成，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)重塑，減輕局部炎癥反響，再生皮膚構(gòu)造和恢復(fù)功能，提高傷口愈合率。研究表示清楚，優(yōu)化靶向給藥途徑能夠改善移植的效果，延長(zhǎng)有效治療時(shí)間，減少治療劑量[8]。然而確定最佳間充質(zhì)干細(xì)胞輸送方式還是再生醫(yī)學(xué)的一大難題。當(dāng)前有研究討論間充質(zhì)干細(xì)胞遞送方式的應(yīng)用及特點(diǎn)，但不同領(lǐng)域干細(xì)胞給藥途徑差異很大，例如在心血管系統(tǒng)領(lǐng)域，經(jīng)靜脈、冠狀動(dòng)脈、直接心肌內(nèi)注射及使用導(dǎo)管經(jīng)心內(nèi)膜注射等給藥途徑已被廣泛應(yīng)用[9]；在腦血管系統(tǒng)領(lǐng)域，GAO等[10]討論了干細(xì)胞經(jīng)血管、腦室、鼻內(nèi)、蛛網(wǎng)膜下腔和腹腔內(nèi)等給藥途徑在腦出血患者中的應(yīng)用及療效；在皮膚組織工程領(lǐng)域，中國(guó)謝江帆等[11]重點(diǎn)討論了局部給藥途徑(局部注射及局部噴霧等)在慢性傷口中的應(yīng)用進(jìn)展；國(guó)外LEE等[12]綜述了部分局部給藥的特點(diǎn)以及增加間充質(zhì)干細(xì)胞的輸送或存活的替代方式方法等，但當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性創(chuàng)面中的輸送途徑及其優(yōu)缺點(diǎn)比擬仍缺乏系統(tǒng)闡述。不同給藥途徑常引起治療效果和安全性等差異，了解間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的機(jī)制有利于更科學(xué)地選擇給藥途徑。因而在閱讀國(guó)內(nèi)外大量研究結(jié)果基礎(chǔ)上，該文討論間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的可能機(jī)制，并就不同給藥途徑(全身給藥途徑、局部給藥途徑及新型給藥途徑)及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比擬，為后續(xù)提高干細(xì)胞應(yīng)用方式的科學(xué)性和安全性，改善傷口愈合質(zhì)量提供參考根據(jù)。1、資料和方式方法Dataandmethods1.1、資料來(lái)源1.1.1、檢索人及檢索時(shí)間由，最后納入中文文獻(xiàn)2篇；英文初檢文獻(xiàn)量約22243篇，最后納入文獻(xiàn)量為45篇；②間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)創(chuàng)面移植途徑的中文初檢文獻(xiàn)量3980篇，最后納入文獻(xiàn)量1篇；英文初檢文獻(xiàn)量15059篇，最后納入文獻(xiàn)量為40篇。文獻(xiàn)檢索流程見(jiàn)圖2。圖2｜文獻(xiàn)檢索流程1.2、入組標(biāo)準(zhǔn)1.2.1、納入標(biāo)準(zhǔn)①內(nèi)容與檢索詞、寫(xiě)作主題相近的文章；②論點(diǎn)、論據(jù)真實(shí)可靠的文章。1.2.2、排除標(biāo)準(zhǔn)①研究?jī)?nèi)容與主題相關(guān)性低或不相關(guān)的文章；②研究?jī)?nèi)容重復(fù)、觀點(diǎn)缺乏新意或有歧義的文章。1.3、文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)估和數(shù)據(jù)提取由進(jìn)行分析討論。2、結(jié)果Results2.1、間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的主要機(jī)制。慢性傷口愈合牽涉細(xì)胞遷移、增殖、細(xì)胞外基質(zhì)沉積和組織重塑等復(fù)雜生物分子的良好整合[13]。間充質(zhì)干細(xì)胞作為再生醫(yī)學(xué)中細(xì)胞治療的重要來(lái)源，其在創(chuàng)面治療中已有悠久歷史，已被廣泛應(yīng)用于組織修復(fù)等再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體了解間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)創(chuàng)面的歷史演變與進(jìn)展有助于繼續(xù)探尋求索間充質(zhì)干細(xì)胞的治療潛力，間充質(zhì)干細(xì)胞在創(chuàng)面治療中的部分研究脈絡(luò)[14-21]，見(jiàn)表1。表1｜間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)的部分研究脈絡(luò)間充質(zhì)干細(xì)胞主要通過(guò)直接或間接方式促進(jìn)創(chuàng)面組織愈合，包括靶向遷移并歸巢到受損組織、分泌慢性傷口愈合所需的重要細(xì)胞因子(如表皮生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等)、直接分化為皮膚構(gòu)造(如上皮細(xì)胞和皮膚附件構(gòu)造)。另外，間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮作用的重要原因在于其能抑制慢性傷口的炎癥持續(xù)狀態(tài)，優(yōu)化傷口床，這是傷口愈合的重要前提。通過(guò)一種或多種機(jī)制的協(xié)同作用，削弱慢性傷口相關(guān)誘發(fā)和持續(xù)因素，促進(jìn)皮膚再生與修復(fù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性傷口中的作用機(jī)制各有不同，見(jiàn)圖3。圖3｜間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)慢性創(chuàng)面的機(jī)制2.1.1、間充質(zhì)干細(xì)胞的歸巢能力與創(chuàng)面修復(fù)間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)全身給藥后，能否成功歸巢至靶組織是實(shí)現(xiàn)其治療效果的關(guān)鍵因素。干細(xì)胞歸巢是指體內(nèi)循環(huán)干細(xì)胞或外源性干細(xì)胞定位并進(jìn)入特定環(huán)境生態(tài)位的能力[22]，作為一個(gè)多步驟的生理環(huán)節(jié)，其遷移經(jīng)過(guò)主要包括滾動(dòng)、趨化、跨內(nèi)皮遷移以及定植入靶組織。當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞的歸巢能力已經(jīng)在傷口愈合中得到證明，其趨化性的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)間充質(zhì)干細(xì)胞上表示出的趨化因子受體和受損組織分泌的趨化因子互相介導(dǎo)，間充質(zhì)干細(xì)胞向炎癥微環(huán)境的遷移主要依靠于促炎刺激誘導(dǎo)的趨化因子12與在間充質(zhì)干細(xì)胞外表表示出的相應(yīng)受體4的互相作用[23]。間充質(zhì)干細(xì)胞擁有一個(gè)或多個(gè)功能性p-選擇素配體，在遷移的下一階段，間充質(zhì)干細(xì)胞以P-選擇素依靠的方式與內(nèi)皮細(xì)胞互相作用，進(jìn)而促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞募集[24]。然而間充質(zhì)干細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)合需要黏附分子，間充質(zhì)干細(xì)胞的不同外表蛋白(如來(lái)自整合素家族的血管細(xì)胞黏附分子1)是跨內(nèi)皮遷移階段所必需的。遷移的最后階段，當(dāng)間充質(zhì)干細(xì)胞錨定在內(nèi)皮細(xì)胞上時(shí)，它們通過(guò)表示出蛋白水解酶(如基質(zhì)金屬蛋白酶)穿過(guò)基底膜并進(jìn)入靶組織[25]。間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢機(jī)制遭到其他多種因素調(diào)控。有研究表示清楚，局部和全身炎癥信號(hào)影響間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢至損傷部位[26]。組織損傷和炎癥經(jīng)過(guò)中釋放的炎性細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素1和干擾素等誘導(dǎo)細(xì)胞外表表示出黏附分子，介導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向細(xì)胞外基質(zhì)滾動(dòng)和遷移[23]，通過(guò)這些信號(hào)間的協(xié)同作用，將間充質(zhì)干細(xì)胞導(dǎo)向損傷部位。這講明間充質(zhì)干細(xì)胞的發(fā)動(dòng)及其隨后向損傷組織的歸巢可能取決于全身和局部的炎異常感覺(jué)和狀態(tài)態(tài)。另外有研究提到生長(zhǎng)因子、骨橋蛋白也在間充質(zhì)干細(xì)胞的遷移中起著重要作用[27]。有研究者在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了間充質(zhì)干細(xì)胞在傷口中的歸巢能力，SASAKI等[28]在小鼠皮內(nèi)注射趨化因子(SLC/CCL21)，證實(shí)了該趨化因子能夠?qū)⒀h(huán)的間充質(zhì)干細(xì)胞募集到傷口部位，進(jìn)而促進(jìn)血管生成介入傷口修復(fù)。LIAO等[29]在動(dòng)物傷口模型中經(jīng)皮內(nèi)注射間充質(zhì)干細(xì)胞可使施用的細(xì)胞歸巢至傷口，顯著提高傷口愈合的速度和質(zhì)量。綜上，歸巢機(jī)制能使間充質(zhì)干細(xì)胞靶向遷移至炎癥損傷部位，在間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)慢性創(chuàng)面修復(fù)經(jīng)過(guò)中發(fā)揮重要作用，需進(jìn)一步考慮影響間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢的因素，提高歸巢能力。2.1.2、間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)與創(chuàng)面修復(fù)炎癥是機(jī)體對(duì)有害刺激的自我防御機(jī)制，適度的炎癥反響有利于傷口愈合。然而在慢性傷口中，炎癥反響常是過(guò)度、失調(diào)的，這常導(dǎo)致皮膚瘢痕構(gòu)成及抑制創(chuàng)面再上皮化，降低傷口愈合質(zhì)量[30]。間充質(zhì)干細(xì)胞具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)特性，但其免疫特性并非先天固有，炎癥微環(huán)境是誘導(dǎo)其啟動(dòng)免疫功能的先決條件，炎癥部位中的特定促炎因子如干擾素可激活間充質(zhì)干細(xì)胞[31]，激活后的間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌抗炎因子(如吲哚胺2，3-雙加氧酶、一氧化氮及白細(xì)胞介素10)實(shí)現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)功能，減輕組織炎癥反響，促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞和其他常駐細(xì)胞功能再生，介入重建組織微環(huán)境[32]。間充質(zhì)干細(xì)胞表示出中度水平的組織相容性復(fù)合體MHC-Ⅰ類，但不表示出MHC-Ⅱ類或介入體液及細(xì)胞介導(dǎo)免疫反響的共刺激分子CD80，CD86或CD40，這使間充質(zhì)干細(xì)胞具有低免疫原性的特點(diǎn)[33]，在自體和異體移植治療方面成為最有吸引力的候選種子細(xì)胞之一。間充質(zhì)干細(xì)胞和免疫細(xì)胞之間的直接接觸也是其發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的重要原因，間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的可溶性因子可抑制宿主先天和適應(yīng)性免疫細(xì)胞(B細(xì)胞、T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和M1型巨噬細(xì)胞)的激活、成熟和增殖[34]。在炎癥條件下，間充質(zhì)干細(xì)胞還能夠影響樹(shù)突狀細(xì)胞、幼稚T細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞以及自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌形式，進(jìn)而誘導(dǎo)更抗炎或耐受性的細(xì)胞表型[35]。當(dāng)然，間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的經(jīng)過(guò)是動(dòng)態(tài)平衡的，有研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞可通過(guò)不同的受體(如Toll樣受體)辨別危險(xiǎn)信號(hào)[36]，間充質(zhì)干細(xì)胞根據(jù)炎癥信號(hào)類型或強(qiáng)度分泌細(xì)胞因子以促進(jìn)或抑制免疫應(yīng)答，維持免疫平衡，這講明間充質(zhì)干細(xì)胞可在特定條件下向促炎和抗炎表型之間轉(zhuǎn)換。由此可見(jiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞與免疫抑制因子和免疫細(xì)胞之間互相作用對(duì)傷口愈合至關(guān)重要。對(duì)于特殊老年人群，隨著年齡的增加和身體功能的下降，其傷口與正常人慢性傷口相比更容易拖延不愈。有研究發(fā)現(xiàn)，老年患者的慢性傷口即便沒(méi)有感染，炎癥細(xì)胞因子水平也比年輕人群高約4倍，而間充質(zhì)干細(xì)胞在老年人傷口愈合的炎癥期可抑制T細(xì)胞、腫瘤壞死因子、干擾素的增殖，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌，抑制過(guò)度炎癥反響[37]。有研究在臨床前動(dòng)物皮膚損傷模型和臨床燒傷患者中證實(shí)了間充質(zhì)干細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的免疫調(diào)節(jié)作用[38-39]?？偠灾?，間充質(zhì)干細(xì)胞主要通過(guò)分泌特定因子來(lái)影響先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，加之與免疫細(xì)胞直接接觸這兩者協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)功能。2.1.3、間充質(zhì)干細(xì)胞旁分泌特性與創(chuàng)面修復(fù)早期研究將間充質(zhì)干細(xì)胞的治療效果歸因于其移植和分化能力。然而，有研究發(fā)現(xiàn)移植的間充質(zhì)干細(xì)胞與宿主損傷部位的現(xiàn)有細(xì)胞混合比例很小，而且植入時(shí)間太短，在全身給藥后僅缺乏1%的間充質(zhì)干細(xì)胞存活超過(guò)1周[40]，這表示清楚間充質(zhì)干細(xì)胞的治療潛力并非是細(xì)胞本身發(fā)揮作用，可能是由其旁分泌機(jī)制介導(dǎo)[41]。后續(xù)研究證實(shí)了間充質(zhì)干細(xì)胞的旁分泌作用是其發(fā)揮創(chuàng)面修復(fù)和再生功能的主要機(jī)制，其旁分泌功能是通過(guò)分泌可溶性因子和釋放胞外囊泡(如外泌體和微泡)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。間充質(zhì)干細(xì)胞能夠分泌多種自分泌和旁分泌因子，包括細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，以上這些是無(wú)細(xì)胞治療的主要來(lái)源[42]。該類因子能促進(jìn)受損組織血管生成，減少細(xì)胞凋亡和降低組織纖維化程度，加強(qiáng)神經(jīng)元存活和分化，刺激細(xì)胞外基質(zhì)重塑，減輕局部炎癥，加速組織修復(fù)[43]，具有血管生成、營(yíng)養(yǎng)、神經(jīng)調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)和抗炎活性。慢性傷口由于長(zhǎng)期拖延不愈，損傷部位缺乏功能性血管網(wǎng)絡(luò)，細(xì)胞代謝廢物去除不良，受損組織常伴隨缺氧以及炎性浸潤(rùn)。新生血管的構(gòu)成是組織修復(fù)的關(guān)鍵步驟，體內(nèi)的缺氧誘導(dǎo)因子1被以為是間充質(zhì)干細(xì)胞在缺氧條件下加強(qiáng)血管調(diào)節(jié)功能的主調(diào)節(jié)因子[44]，該因子通過(guò)誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子促進(jìn)血管生成[45]。還有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)間充質(zhì)干細(xì)胞在高濃度炎癥細(xì)胞因子的條件下培養(yǎng)并被移植到炎癥微環(huán)境中時(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生抗血管生成分子，以阻止炎癥組織中循環(huán)白細(xì)胞的遷移[41]。當(dāng)前已經(jīng)知道的細(xì)胞外囊泡主要包括凋亡小體、微泡和外泌體[46]，它們是很多經(jīng)過(guò)(如免疫反響、血管生成、增殖和分化)中細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì)之一。間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的囊泡將其內(nèi)容物(遺傳物質(zhì)、生長(zhǎng)和免疫調(diào)節(jié)因子)傳遞到靶細(xì)胞，進(jìn)而激活抗凋亡和促存活通路，促進(jìn)受損組織修復(fù)和再生。有研究試圖引入間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體作為治療創(chuàng)面修復(fù)的一種更安全的選擇[47-48]，例如在糖尿病皮膚缺損動(dòng)物模型中，不同來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體能有效促進(jìn)血管再生和創(chuàng)面再上皮化，縮小創(chuàng)面受損面積。另外研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞與皮膚成纖維細(xì)胞相比，間充質(zhì)干細(xì)胞條件培養(yǎng)基中具有更高層次水平促血管生成細(xì)胞因子(如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和胰島素樣生長(zhǎng)因子1等)，可加強(qiáng)傷口內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和新生血管構(gòu)成[3]。利用間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的條件培養(yǎng)基治療組織炎癥作為無(wú)細(xì)胞治療范疇，具有易于制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，易于給藥等優(yōu)點(diǎn)[49]，在一定程度上克制了基于間充質(zhì)干細(xì)胞治療的很多限制，包括不必要的分化和同種異體免疫反響的潛在激活等。總之，間充質(zhì)干細(xì)胞能夠通過(guò)分泌生物活性可溶性因子并與不同類型的宿主細(xì)胞互相作用，進(jìn)而建立有利于組織修復(fù)和體內(nèi)平衡的再生微環(huán)境。2.1.4、間充質(zhì)干細(xì)胞的定向分化與創(chuàng)面修復(fù)間充質(zhì)干細(xì)胞的分化潛能早已遭到廣泛關(guān)注，其因具有分化為中胚層、外胚層和內(nèi)胚層譜系的潛力而具有良好的可塑性。諸多研究表示清楚，在體外和體內(nèi)擴(kuò)增的間充質(zhì)干細(xì)胞能夠分化為駐留組織的細(xì)胞，修復(fù)受損組織并部分恢復(fù)其正常功能[50]。有研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能夠直接分化和替代受損組織丟失成分[51]，如成纖維細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞及皮膚附件。除此之外，有研究通過(guò)將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞植入到大鼠組織擴(kuò)張模型和皮膚損傷模型中，發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞能夠直接分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞介入傷口愈合中的血管生成[52-53]。這一系列的研究證實(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分化為不同譜系在皮膚再生中起著關(guān)鍵作用。但由于自體間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量有限，在臨床應(yīng)用前必須通過(guò)體外擴(kuò)增進(jìn)行分離，這會(huì)嚴(yán)重降低間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和分化潛能，甚至在培養(yǎng)擴(kuò)增經(jīng)過(guò)中迅速老化。因而，改善當(dāng)前的培養(yǎng)條件以更好地保存間充質(zhì)干細(xì)胞的原始特性已成為將來(lái)在實(shí)驗(yàn)室研究和臨床治療中的關(guān)鍵問(wèn)題。2.2、間充質(zhì)干細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的途徑當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的移植途徑按輸注部位大致分為2類，即全身給藥和局部給藥，局部給藥又細(xì)分為傳統(tǒng)局部給藥和新型局部給藥，見(jiàn)圖4。圖4｜間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)慢性創(chuàng)面的移植途徑2.2.1、全身給藥間充質(zhì)干細(xì)胞成功治療慢性傷口的先決條件之一是明確最優(yōu)輸送方式。當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞治療缺乏最佳給藥途徑，為最大限度地發(fā)揮間充質(zhì)干細(xì)胞的愈合潛力，提高間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)創(chuàng)面的效率、質(zhì)量及安全性，提高細(xì)胞植入率，探尋求索最佳細(xì)胞輸送途徑顯得尤為重要。全身給藥是常用的輸送方式之一，其主要通過(guò)血管途徑實(shí)現(xiàn)，即靜脈途徑或動(dòng)脈途徑。靜脈輸注間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性創(chuàng)面是最常用的方式方法，其易于操作，侵襲性小，細(xì)胞遷移到目的組織后將保持靠近氧和營(yíng)養(yǎng)中心的脈管系統(tǒng)[54]，適用于創(chuàng)面部位無(wú)法直接接觸或需要全身治療的情況，利用間充質(zhì)干細(xì)胞的遷移能力隨血液循環(huán)到體內(nèi)特定的炎癥組織。但間充質(zhì)干細(xì)胞能否通過(guò)靜脈輸注到達(dá)靶組織仍存在爭(zhēng)議，有研究發(fā)現(xiàn)傷口處的間充質(zhì)干細(xì)胞的植入效率較低，大多數(shù)間充質(zhì)干細(xì)胞在全身輸注后立即被截留在肺毛細(xì)血管中，很少向靶組織遷移，即肺首過(guò)效應(yīng)，華而不實(shí)大量滯留于肺的間充質(zhì)干細(xì)胞甚至?xí)鸱尾垦╗55-56]。GAO等[57]分析了肺首過(guò)效應(yīng)的可能原因，即細(xì)胞直徑以及黏附因素，該研究觀察到間充質(zhì)干細(xì)胞在肺滯留的數(shù)量會(huì)隨著血管擴(kuò)張劑的給藥而減少。上述研究講明，為提高細(xì)胞植入率和修復(fù)效果，在應(yīng)用靜脈途徑輸注間充質(zhì)干細(xì)胞時(shí)應(yīng)充分考慮細(xì)胞大小對(duì)修復(fù)效果的影響，必要時(shí)給予血管擴(kuò)張劑的應(yīng)用。相反，近期的其他研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞通過(guò)吞噬作用從肺部去除間充質(zhì)干細(xì)胞，去除后的間充質(zhì)干細(xì)胞隨血流遷移到其他部位并仍然提供治療作用[58]。因而，關(guān)于靜脈輸注中的細(xì)胞植入率及歸巢優(yōu)化的相關(guān)問(wèn)題有待進(jìn)一步驗(yàn)證和討論。動(dòng)脈輸注給藥是全身輸送的另外一種常用方式，理論上動(dòng)脈輸送允許細(xì)胞至少繞過(guò)肺部一次，進(jìn)而避免肺部首過(guò)效應(yīng)。有研究揣測(cè)動(dòng)脈內(nèi)注射有助于更高層次水平的間充質(zhì)干細(xì)胞移植到靶器官，加強(qiáng)細(xì)胞的歸巢性和治療效果[59-60]。固然動(dòng)脈輸注途徑在創(chuàng)面修復(fù)中獲得一定效果[61]，但關(guān)于動(dòng)脈輸注的安全性問(wèn)題仍有爭(zhēng)議，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈內(nèi)注射間充質(zhì)干細(xì)胞引起血管阻塞的發(fā)生率和嚴(yán)重程度與細(xì)胞大小密切相關(guān)[62]。無(wú)論靜脈還是動(dòng)脈注射，對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞適當(dāng)處理有助于提高注射的安全性，包括在移植前用高滲緩沖液處理間充質(zhì)干細(xì)胞，優(yōu)化細(xì)胞直徑，減少注射細(xì)胞的數(shù)量和抗凝治療等[63]。2.2.2、局部給藥傳統(tǒng)局部給藥：相較于全身給藥的高細(xì)胞損耗率和安全問(wèn)題，局部給藥作為傷口治療的給藥方式之一已逐步被接受，其優(yōu)點(diǎn)是細(xì)胞植入率相對(duì)較高，縮短到達(dá)受傷皮膚的時(shí)間，可直接到達(dá)目的組織[64]。DASH等[65]進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)組下肢慢性傷口患者采用肌肉和皮下途徑注射間充質(zhì)干細(xì)胞，結(jié)果顯示注射間充質(zhì)干細(xì)胞組患者的下肢傷口面積顯著縮小、疼痛程度減輕、行走能力改善。后續(xù)研究進(jìn)一步比照了不同局部給藥途徑在大鼠糖尿病潰瘍模型中的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)肌內(nèi)移植與皮下移植相比，其組織中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表示出更高層次[66]。諸多研究顯示了間充質(zhì)干細(xì)胞局部應(yīng)用的有效性，但缺氧、炎癥等內(nèi)部因素以及注射操作等外部因素會(huì)影響間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)用效果。據(jù)報(bào)道，在臨床前模型中，傷口局部注射的特點(diǎn)文章系統(tǒng)綜述了間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性創(chuàng)面領(lǐng)域的修復(fù)機(jī)制和移植途徑，指出應(yīng)用不同的間充質(zhì)干細(xì)胞移植途徑時(shí)，其發(fā)揮修復(fù)機(jī)制的側(cè)重點(diǎn)也相應(yīng)隨之改變，強(qiáng)調(diào)在應(yīng)用特定輸送途徑時(shí)應(yīng)將間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)修復(fù)機(jī)制考慮在內(nèi)，二者相輔相成，密不可分。除此之外具體討論了間充質(zhì)干細(xì)胞各移植途徑的分類及其在創(chuàng)面中的應(yīng)用效果，指出生物材料支架作為新興局部遞送方式展現(xiàn)出的良好前景。3.3、綜述的局限性當(dāng)前間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)研究多集中在臨床前動(dòng)物模型中，針對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)創(chuàng)面