臍帶幹細胞外泌體 化身「金瘡藥」愈合傷口 可能將替代皮膚移植






臍帶幹細胞外泌體 化身「金瘡藥」愈合傷口 可能將替代皮膚移植

皮膚是人體最大的器官,維持著機體內環境的穩定,具有美觀,保護機體,調節體溫,感受壓力、疼痛和溫度等功能,能夠保護人體組織器官不受外界侵襲。

雖然每個人都想擁有光潔完美的皮膚,但在生活中難免會遭受各種各樣的創傷,如外科手術、外力、熱、電流、化學物質、低溫以及機體內在因素(如局部血液供應障礙等)作用下所導致的損害,這些損害會破壞皮膚的完整性,使一定量的正常組織丟失,造成皮膚正常功能受損,從而形成創面。

創面愈合是一個複雜的生物學過程,涉及多種修復細胞的增殖、遷移、分化、凋亡等過程。近年來,幹細胞成為生命科學和醫學研究的前沿熱點,在疾病治療和再生醫學領域具有廣闊的應用前景。幹細胞技術及其臨床轉化研究不斷取得突破,使得該技術有望成為繼藥物、手術、物理等傳統治療方法之後新的疾病治療途徑,其中也包括了創面愈合。

人類對幹細胞功能進行研究,目的之一是利用其多向分化潛能做到損傷組織的修復與再生。隨著研究的深入,人們了解到幹細胞的功能遠較早期獲悉的豐富。

大陸學者曾利用骨髓間充質幹細胞做種子細胞,在大面積深度燒傷患者瘢痕愈合且無汗腺區域重建了出汗功能,這是迄今為止人類利用幹細胞突破「深度燒傷後汗腺不能再生」這一障礙的首次報導。

而近期,國際期刊《Stem Cell Research & Therapy》也發表了一篇最新研究成果,科學家發現臍帶間充質幹細胞分泌的外泌體有促進傷口愈合的功效。

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華通氏膠是臍帶羊膜和血管之間的凝膠狀填充,提取自華通氏膠的臍帶間充質幹細胞是一類具有自我更新、增殖和多向分化潛能的成體幹細胞。由於其來源無倫理學限制,容易獲得且增殖速度快,免疫原性低,目前已廣泛應用於治療缺血性疾病、心血管疾病、糖尿病、腫瘤和自身免疫性疾病等臨床研究中。

臍帶間充質幹細胞的生物學功能主要通過細胞間的相互作用、分泌細胞因子和上調細胞表面的抑制分子做到,其分泌的外泌體是細胞間調節的重要介質之一。外泌體1979年被發現時,普遍認為其是細胞在發育過程中代謝的「垃圾」,隨著生物技術的不斷進步,研究者發現外泌體是細胞發揮生物學活性的一種載體。

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在研究中,科學家檢測到臍帶華通氏膠中含有大量α-2-巨球蛋白(a2M)的外泌體,而a2M被認為是可能促進傷口愈合的主要成分。隨後開展的動物實驗,8只黑鼠被隨機分成4只接受外泌體處理的治療組和4只接受其他處理的對照組,為期7天的監測結果表明,與對照組相比,治療組的傷口愈合明顯增強,傷口部位存在更多數量的細胞,且傷口的膠原沉積顯著增加,這表明臍帶間充質幹細胞分泌的外泌體可以成為一種引人註目的替代療法。

相關數據統計,全球每年約有18萬人死於嚴重燒傷。燒傷患者的高死亡率是由於皮膚損失導致代謝需求增強,液體流失嚴重並會增加感染風險。其他如糖尿病患者的傷口愈合緩慢,甚至出現不愈合,同樣存在傷口感染以及其他並發症的高風險。

目前皮膚移植是愈合傷口的一線治療方案,但也存在如天然皮膚有限、膚色不一致等不足。過去十年,運用幹細胞技術愈合傷口逐漸進入科學家的視野,受到廣泛關注。

臍帶間充質幹細胞外泌體可以模擬臍帶間充質幹細胞的部分功能發揮其促進組織修復和免疫調節的作用,而且外泌體不具備細胞核結構,在宿主體內不能擴增,臨床應用具有較高的安全性,未來可以替代皮膚移植用於燒傷等形成的傷口愈合,應用前景極其廣闊。

幹細胞領域的快速發展,為再生醫學的臨床應用帶來了新的希望,細胞移植無疑是現代移植學發展的重要方向。該項技術能夠成為治療創面愈合的突破性方法。目前已經取得的研究成果揭示了幹細胞應用於創面修復中的重要意義,將基礎研究轉化為治療方法並非遙不可及,幹細胞將有望成為此類患者的提供一種新的治療方案。

參考資料(部分略):

[1]Ko SH, Nauta A, Wong V, et al. The role of stem cells in cutaneous wound healing: what do we really know? Plast Reconstruct Surg. 2011;127(Suppl 1):10S.

[2]An YL, Wei W, Jing H. Bone marrow mesenchymal stem cell aggregate: an optimal cell therapy for full-layer cutaneous wound vascularization and regeneration. Sci Rep. 2015;5:17036.

[3]Trinh NT, Yamashita T, Ohneda K. Increased expression of EGR-1 in diabetic human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells reduces their wound healing capacity. Stem Cells Dev. 2016.

延展閱讀:幹細胞有效提高嚴重缺血患者保肢率

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