組織工程皮膚種子細胞的研究進展

劉冬陽*（綜述） 熊愛兵*（審校）

（瀘州醫學院附屬醫院，四川 瀘州 646000）

組織工程皮膚種子細胞的研究進展

劉冬陽*（綜述） 熊愛兵*（審校）

（瀘州醫學院附屬醫院，四川 瀘州 646000）

組織工程皮膚是應用生命科學和工程學的原理與方法，構建出的接近于人體組織結構的生物活性替代物。種子細胞的研究是組織工程皮膚產品研制中的關鍵部分。現就種子細胞相關研究的進展進行綜述。

組織工程；皮膚；種子細胞；綜述

皮膚是人體與外界環境接觸的屏障，所起的作用包括：①保護、分泌、代謝和感覺；②參與免疫反應；③維持機體內環境的穩定。在臨床上大面積燒傷和嚴重創傷患者，由于缺乏可供移植的自體皮膚，患者康復困難，甚至導致死亡。組織工程皮膚技術的發展與應用則為修復、維護和改善損傷皮膚組織功能和形態提供了新的途徑，而這項研究的關鍵部分是種子細胞。目前用于構建組織工程皮膚替代物的種子細胞主要有自體細胞和干細胞等。

1 自體細胞

1.1 表皮細胞

表皮細胞來源于胚胎外胚層，表皮中的角質形成細胞和真皮中的成纖維細胞相互協同作用，共同維持皮膚的生理功能。有研究發現，將整合素基因轉染表皮細胞，能促進表皮細胞的黏附[1]。在培養的表皮細胞中加入維生素，能加強表皮屏障形成和維持[2]。

1.2 成纖維細胞

成纖維細胞屬于間葉細胞，具有合成分泌細胞外基質、細胞活性因子等作用，在組織的形成、發生和創傷修復過程中發揮著重要的作用。成纖維細胞生長增殖程度影響著創面愈合的程度[3]。Zweers等發現組織工程皮膚體外培養時，成纖維細胞可分泌替拿素-C和纖維蛋白原-1，當移植到體表創面后，成纖維細胞可進一步分泌替拿素-X和彈性蛋白[4]。研究發現[5]利用胎兒成纖維細胞與馬膠原覆蓋深度燒傷創面，可以顯著改善愈合速度與質量。近年來，基因轉染技術在成纖維細胞研究中的應用廣泛，多種生長因子轉染的成纖維細胞表達體系已經成功構建。

1.3 血管內皮細胞

Sahota等將血管內皮細胞與支架黏附好，在體外培養能形成血管樣結構[6]。有研究顯示[7]將血管內皮細胞與成纖維細胞共培養，發現可以形成毛細血管樣結構。

2 干細胞

2.1 表皮干細胞

表皮干細胞是一種在體內具有無限更新能力，且可分化形成表皮的細胞。國內有研究認為，P63、CD29雙標記法的敏感性較低，特異性較高，是鑒定表皮干細胞較為簡便有效的方法[8]。劉愛軍等通過實驗發現了移植到創面的表皮干細胞有分化為毛囊和汗腺等結構的潛能[9]。Charruyer等[10]也認為表皮干細胞的多向分化潛能可望構建出結構功能健全的含表皮、真皮和皮膚附屬器的人工皮膚。

2.2 骨髓間充質干細胞

骨髓間充質干細胞(BMSCs)是一種可以多向分化的成體干細胞，具有取材方便，易分離培養，增殖能力強，來源于自體，無排斥反應的特點，并且其易于被外源基因轉染且穩定表達。Perng等[11]將hBMSCs用于修復裸鼠皮膚缺損，發現hBMSCs能向表皮細胞分化。Yongbo Liu等[12]檢測生長因子在BMSCs中的表達，顯示在創傷微環境作用下BMSCs可分泌多種能在創面修復過程中起到關鍵促進作用的因子。近來也有關于皮膚主要附屬器的研究，通過誘導 hBMSCs 分化為汗腺樣細胞，再將其移植到皮膚全層缺損創面上，發現愈合創面形成汗腺樣結構，具有泌汗功能[13]。王少云[14]等將堿性成纖維細胞生長因子基因轉染至BMSCs，并復合豬小腸黏膜下層構建組織工程皮膚，傳代后BMSCs生長迅速，形態良好，細胞的表面抗原CD90、CD44有陽性表達，而CD45為陰性。

2.3 臍帶間充質干細胞

臍帶間充質干細胞位于臍帶沃頓膠和血管周圍組織中，其性質接近胚胎干細胞，可分化為多種細胞，并且具有免疫調節性。在增殖和多向分化潛能方面，Baksh[15]等通過比較發現臍帶來源的hMSCs比骨髓來源的hMSCs有較好的適用性。隨著年齡的增加，BMSCs獲取數量明顯遞減，分化增殖力差，而臍帶MSCs接近胚胎細胞，在促進創面愈合方面優于成體細胞[16]。臍帶組織中間充質干細胞豐富，Secco等[17]研究發現，在同樣的條件下，臍帶組織標本中均獲得的多能MSCs遠遠多于臍帶血樣本。

2.4 毛囊干細胞

毛囊是皮膚組織中的附屬器官，毛囊中存在有高增殖活性和多分化潛能的干細胞即毛囊干細胞(FSC)。目前認為，FSC位于隆突部。胚胎發育學和體外實驗研究證實，FSC是毛發和表皮形成的共同的起源。有研究發現，在人工皮膚上，毛乳頭細胞可以誘導毛囊隆突部的細胞再生毛囊結構[18]。Stenn等[19]通過研究，認為FSC是具有多潛能性的干細胞，可以產生表皮、皮脂腺、毛囊等多種皮膚細胞類型。

2.5 脂肪干細胞

脂肪干細胞（ADSCs），顧名思義，是指來自于脂肪組織的干細胞。由于其可直接從抽吸出的皮下脂肪顆粒中分離獲取，所以來源較為豐富。Brzoska等[20]研究發現，全反式維甲酸可誘導AMSCs定向分化為表皮細胞，免疫熒光檢查顯示AMSCs誘導分化后角蛋白K18陽性。相對于從骨髓中獲取BMSCs對患者造成的創傷要小很多，同時也避免了許多倫理問題，所以ADSCs作為組織工程皮膚種子細胞有很大的發展前景。

3 展 望

未來的組織工程皮膚應具有更全面的生理功能，在各方面都將得到進一步的提高。隨著生命科學、納米技術和計算機技術的不斷發展和相互融合，特別是對皮膚種子細胞了解的不斷深入，以及種子細胞之間相互影響、相互調節機制的研究發現，開發出與正常皮膚結構和功能相近的組織工程皮膚不會很遙遠。

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