國(guó)內(nèi)創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生領(lǐng)域的研究進(jìn)展

創(chuàng)傷后的組織修復(fù)是生物進(jìn)化過(guò)程中機(jī)體所獲得的一種自我保護(hù)機(jī)制，在損傷因子的刺激下，機(jī)體調(diào)動(dòng)一切可能的手段，使損傷組織得以修復(fù)。創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程由細(xì)胞、細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)等共同參與完成，并在機(jī)體調(diào)控下呈現(xiàn)高度的有序性、完整性和網(wǎng)絡(luò)性。創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生是一個(gè)涉及發(fā)育、遺傳、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物材料學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的綜合性研究領(lǐng)域。隨著相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域研究方法與思路的不斷拓展與完善及研究成果的不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生領(lǐng)域的發(fā)展，其研究重點(diǎn)也從單純追求愈合速度逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾曈腺|(zhì)量，并更加重視功能的恢復(fù)與組織的重建。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，內(nèi)容涉及創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生的基礎(chǔ)與臨床研究：病理性瘢痕發(fā)生的系統(tǒng)研究；慢性難愈性創(chuàng)面的發(fā)生原因、機(jī)制及其修復(fù)研究；干細(xì)胞技術(shù)、組織工程技術(shù)、納米技術(shù)、克隆技術(shù)、基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等新技術(shù)和新材料與創(chuàng)傷修復(fù)和組織再生的研究；皮膚藥理學(xué)與創(chuàng)傷修復(fù)和組織再生的研究；激素和神經(jīng)－免疫調(diào)節(jié)對(duì)修復(fù)細(xì)胞與微環(huán)境的影響、中醫(yī)藥在創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生中的應(yīng)用、創(chuàng)傷修復(fù)的護(hù)理與康復(fù)研究等等。本文擬就國(guó)內(nèi)創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生領(lǐng)域若干方面的研究進(jìn)展結(jié)合文獻(xiàn)予以介紹。

1 脂肪干細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、脂肪組織與組織修復(fù)和再生

脂肪干細(xì)胞(ADSCs)是從脂肪組織中分離出來(lái)的一群成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞，與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)一樣，ADSCs在不同的培養(yǎng)條件下可分化為不同的中胚層來(lái)源的組織細(xì)胞。ADSCs存在于脂肪組織中，除了為脂肪組織提供終生的自我更新，在脂肪代謝過(guò)程中保持動(dòng)態(tài)平衡外，近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)它通過(guò)誘導(dǎo)分化作用對(duì)組織修復(fù)產(chǎn)生影響。由于ADSCs具有來(lái)源豐富，擴(kuò)增量大，不易衰老等特點(diǎn)，它已成為研究組織工程脂肪理想的種子細(xì)胞。

脂肪細(xì)胞能夠分泌數(shù)十種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子與激素類物質(zhì)，其中多數(shù)被證實(shí)直接參與了創(chuàng)面愈合。通過(guò)觀察離體條件下脂肪細(xì)胞與創(chuàng)面修復(fù)細(xì)胞的共同培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的生物學(xué)活性具有影響，其結(jié)果是促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖與分化，抑制成纖維細(xì)胞的增殖，與此同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)與脂肪細(xì)胞共培養(yǎng)的類似毛囊的細(xì)胞，其毛囊上皮細(xì)胞分化加速，而囊泡周圍的成纖維細(xì)胞的增殖卻被抑制，說(shuō)明皮膚及其附件的發(fā)育與脂肪細(xì)胞有著密切的關(guān)系。此外，皮膚三維組織學(xué)研究表明，皮膚中真皮與脂肪交界處存在的脂肪穹隆的完整性決定著創(chuàng)面愈合的質(zhì)量。

隨著人們對(duì)脂肪組織研究的深入，脂肪組織在創(chuàng)面愈合中所起的作用正被不斷認(rèn)識(shí)和利用。付小兵等利用自體脂肪移植修復(fù)豬背部皮膚缺損創(chuàng)面的實(shí)驗(yàn)表明，自體脂肪移植不僅可以明顯縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間，而且創(chuàng)面修復(fù)后其表皮厚度、表皮角數(shù)目、肉芽組織中毛細(xì)血管數(shù)量以及細(xì)胞核增殖抗原的表達(dá)強(qiáng)度均較對(duì)照組明顯增加，創(chuàng)面修復(fù)質(zhì)量有明顯改善。由此說(shuō)明脂肪組織與脂肪細(xì)胞在組織學(xué)、發(fā)育學(xué)、分子生物學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)以及基因調(diào)控等多個(gè)方面參與組織修復(fù)，并直接影響創(chuàng)面愈合的質(zhì)量。此外，通過(guò)脂肪組織、脂肪細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞移植以完善復(fù)合皮移植后皮膚三維組織學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高修復(fù)質(zhì)量及作為填充材料矯正凹陷畸形、實(shí)施體形重塑也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

2 神經(jīng)－內(nèi)分泌－免疫機(jī)制與組織修復(fù)和再生

皮膚是具有神經(jīng)依賴性的內(nèi)分泌和免疫活性器官，其神經(jīng)－內(nèi)分泌－免疫系統(tǒng)交互作用，為皮膚組織修復(fù)與再生的研究開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。

皮膚對(duì)神經(jīng)極其敏感，感覺(jué)神經(jīng)縱橫交錯(cuò)分布于皮膚，形成三維立體網(wǎng)絡(luò)。角質(zhì)形成細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等皮膚中的主要修復(fù)細(xì)胞均表達(dá)各種類型的神經(jīng)肽，使其具有行使類似神經(jīng)細(xì)胞的功能，皮膚的許多生理功能都與此密切相關(guān)。創(chuàng)面愈合過(guò)程中神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)肽作為神經(jīng)調(diào)節(jié)因子、神經(jīng)介質(zhì)、神經(jīng)激素有效調(diào)控著炎癥、新生血管形成、肉芽組織增生和創(chuàng)面愈合后的組織重塑。

皮膚細(xì)胞能夠產(chǎn)生許多種內(nèi)分泌物質(zhì)，它們與相應(yīng)的特異性受體結(jié)合，借助自分泌與旁分泌機(jī)制發(fā)揮其生理學(xué)作用。腎素－血管緊張素是調(diào)節(jié)機(jī)體功能的重要激素系統(tǒng)，與血管緊張素－Ⅱ共同產(chǎn)生經(jīng)典內(nèi)分泌作用。皮膚細(xì)胞所分泌的部分物質(zhì)參與血管緊張素原－血管緊張素－Ⅱ前列腺素軸的作用，從而影響著皮膚修復(fù)細(xì)胞的增殖與分化，乃至創(chuàng)面愈合的進(jìn)程。此外，性激素、甲狀腺激素、皮質(zhì)激素等其他激素系統(tǒng)在創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生中的作用也是近年來(lái)關(guān)注的熱點(diǎn)，并取得了初步的成果。

皮膚具有非特異性免疫防御功能，并參與機(jī)體特異性免疫的抗原識(shí)別、免疫細(xì)胞激活和皮膚免疫應(yīng)答等全過(guò)程。皮膚相關(guān)淋巴樣組織(SALT)、皮膚免疫系統(tǒng)(SIS)與真皮免疫系統(tǒng)(DIS)等概念的相繼提出就是對(duì)由細(xì)胞與體液兩部分組成的皮膚免疫系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。在創(chuàng)傷早期，損傷局部即有大量淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等浸潤(rùn)，積極發(fā)揮其免疫效能，同時(shí)，這些炎性細(xì)胞所分泌的部分細(xì)胞因子與應(yīng)激激素等又引起免疫抑制，導(dǎo)致免疫反應(yīng)的抗原表達(dá)不足，細(xì)胞因子合成減少等。因此，主動(dòng)積極地調(diào)控免疫細(xì)胞功能有助于加速創(chuàng)面愈合以及組織再生。

3 皮膚組織工程與組織修復(fù)和再生

理想的組織工程皮膚是具有活性表皮和真皮結(jié)構(gòu)的復(fù)合皮膚。國(guó)內(nèi)利用工程學(xué)技術(shù)在研究全生物復(fù)合皮膚方面取得了令人矚目的成績(jī)，催生了與國(guó)外唯一同時(shí)包括表皮和真皮成分的商品化皮膚替代物Apligraft具有類似結(jié)構(gòu)的ActivSkin的問(wèn)世。ActivSkin培養(yǎng)周期短，價(jià)格較低，但它與Apligraft一樣存在缺乏毛囊、汗腺、皮脂腺等皮膚附件問(wèn)題，這也是組織工程化復(fù)合皮膚面臨的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)通過(guò)組織工程方法在體外建立毛囊器官型培養(yǎng)模型，在膠原凝膠中利用毛囊真皮細(xì)胞首次在體外培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)了毛囊上段角質(zhì)形成細(xì)胞，形成了毛囊結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，將膠原、硫酸軟骨素、殼聚糖以及成纖維細(xì)胞按比例分布混合在一起，形成真皮替代物，再接種表皮細(xì)胞，構(gòu)建出組織工程化人工皮膚。這種人工皮膚組織學(xué)和功能上接近天然皮膚，具有分化良好的表皮層和真皮層，力學(xué)性能較好，有一定彈性，可隨意剪切和縫合，更為重要的是它具有主動(dòng)抗感染作用。此外，通過(guò)成體干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化途徑實(shí)現(xiàn)皮膚附件的再生呈現(xiàn)出良好苗頭。將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞體外分離標(biāo)記后，移植到動(dòng)物全層皮膚缺損創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)它不僅參與新生血管與再生表皮的形成，而且參與皮脂腺導(dǎo)管的再生。將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在體外與汗腺細(xì)胞共同培養(yǎng)，在一定誘導(dǎo)條件下骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以獲得汗腺細(xì)胞表型，這些研究進(jìn)展為最終解決組織工程化復(fù)合皮膚中的皮膚附件問(wèn)題打下了良好基礎(chǔ)。

4 基因治療與組織修復(fù)和再生

基因治療包括基因置換和基因過(guò)渡兩類。前者主要是將先天性遺傳疾病中的缺陷基因置換成正?；蛞赃_(dá)到治療目的：后者則是選擇一些載體攜帶治療基因，轉(zhuǎn)導(dǎo)正?；蜃儺惣?xì)胞，利用細(xì)胞轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)，將生成的目的產(chǎn)物釋放到細(xì)胞外，或改變細(xì)胞的某些性能，起到對(duì)局部或整體的治療效果?；蜻^(guò)渡的有效治療時(shí)間較短，安全性較高，對(duì)治療某些獲得性疾病有一定用途。組織修復(fù)的基因治療主要是以生長(zhǎng)因子作為治療性基因，將其轉(zhuǎn)導(dǎo)至特異性的靶細(xì)胞上，使基因的表達(dá)持續(xù)維持在一定的水平，以發(fā)揮其生物學(xué)作用。近年來(lái)，干細(xì)胞的基因治療越來(lái)越受到重視，即以攜帶治療性基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒或其他載體轉(zhuǎn)染干細(xì)胞，使干細(xì)胞成為治療性基因的載體持續(xù)表達(dá)目的基因。金麗娟等利用密度梯度離心法體外分離培養(yǎng)雄性Wistar大鼠的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，并以感染復(fù)數(shù)(MOI=100)體外轉(zhuǎn)染Ad-HGF，然后將該細(xì)胞懸液多點(diǎn)注射至大鼠背部深Ⅱ。燒傷創(chuàng)面下，分別于傷后3、5、7、14、21天觀察創(chuàng)面收縮率并采集創(chuàng)面標(biāo)本，行HE染色觀察創(chuàng)面愈合情況。結(jié)果顯示：傷后7天與14天其創(chuàng)面收縮率顯著高于對(duì)照組，HE染色可見(jiàn)其表皮明顯厚于對(duì)照組，并可見(jiàn)釘腳下伸，毛囊與皮脂腺再生也早于各對(duì)照組。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ad-HGF修飾MSCs異體移植可顯著提高燒傷創(chuàng)面的愈合速度與質(zhì)量。

總之，創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生是一個(gè)內(nèi)容涉及多學(xué)科的綜合性研究領(lǐng)域，研究者應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注學(xué)科間的交叉，積極汲取相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的研究方法、研究思路及研究成果，將創(chuàng)傷修復(fù)與組織再生領(lǐng)域的研究推向一個(gè)新的高度。

編輯／張惠娟

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。