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周以上沒有能正常愈合，且無法通過正常、有序、及時(shí)的修復(fù)經(jīng)過以到達(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、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)，它們通過表示出蛋白水解酶(如基質(zhì)金屬蛋白酶)穿過基底膜并進(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]。總而言之，間充質(zhì)干細(xì)胞主要通過分泌特定因子來影響先天和適應(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分泌可溶性因子和釋放胞外囊泡(如外泌體和微泡)來實(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，以上這些是無細(xì)胞治療的主要來源[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(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?？傊g充質(zhì)干細(xì)胞能夠通過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在實(shí)驗(yàn)室研究和臨床治療中的關(guān)鍵問題。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)胞至少繞過肺部一次，進(jìn)而避免肺部首過效應(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