浅谈毛囊干细胞在创面愈合中的应用进展
皮肤是保护人体免受环境侵害最重要的一道屏障,表皮干细胞是皮肤及其附件再生的重要细胞来源,是维持表皮稳态和修复创面的种子细胞。我国每年有数百万人发生皮肤烧伤.导致皮肤完整性的丧失.破坏机体抵御环境中病原体侵袭的能力,成为了导致疾病和死亡的主要原因之一。大面积深度烧伤创面及难愈合创面的修复,依然是现代医学的一大挑战,并有着显著的生物医药负担。皮肤创面愈合需要细胞增殖、迁移,细胞外基质沉积及血管生成和重塑等的发生。 传统模式治疗创面愈合,主要侧重于炎症细胞的作用,往往忽视了皮肤干细胞和基质动态变化对皮肤修复的重要性。实质上创面治疗是表皮层、真皮层再生及皮肤功能恢复的关键,如何有效动员皮肤干细胞游走、替代并分化为各级实质细胞,参与损伤修复,重塑生理解剖结构和恢复皮肤功能,是目前亟待解决的问题。成体干细胞具有高度的增殖潜能和终生无限的自我更新能力,能产生至少一种以上高度分化的子代细胞,在细胞的生长和分化过程中具有主导作用。在完整无损的成体表皮中存在大量干细胞储存库,是促使皮肤组织更新和再生的重要因素。表皮干细胞主要位于表皮基底层(约占基底细胞的1%-10%)、毛囊外根鞘隆突部和皮脂腺边缘。根据分布位置不同表皮干细胞可分为毛囊间干细胞(基底层干细胞)、毛囊干细胞和皮脂腺干细胞3类,各自发挥相应功能。其中位于表皮基底层的干细胞可分化形成全层表皮,是皮肤组织修复中最为重要的皮肤干细胞,其在皮肤
的新陈代谢和损伤修复等方面发挥关键作用。自从在毛囊外根鞘隆突部中发现FSCS以来,有关FSCS的研究逐渐成为国内外研究的焦点。 1 FSCS的特性及作用
FSCS位于皮脂腺开口处与立毛肌毛囊附着处之间的毛囊外根鞘隆突部,其具有成体干细胞的共性,即慢周期性、多向分化潜能、自我更新和体外增殖能力强等特点。FSCS不仅在毛囊的周期性生长中具有重要作用,同时,也是表皮自我更新的重要细胞来源。在缺乏FSCS早期,创面初始应答迟缓,毛囊和皮脂腺的形态发生、皮肤创面修复过程显著延长。皮肤损伤后毛囊和基底层的表皮干细胞被动员并迁移至创面,FSCS作为主体细胞参与创面表皮重建,其子代细胞在创面愈合后继续参与表皮修复数月,以填补组织缺损并发挥屏障功能。通过骨形态蛋白质转化生长因子、连环蛋白、信号通路等的严密调控表皮干细胞的增殖、分化及凋亡,FSCS被活化后向上迁移,使分化形成的角质细胞被快速募集至创面中心,参与创面修复。当相邻部位损伤后FSCS可从隆突部迁移出并参与受损部位的修复,以补充激活创面修复和再生而减少的干细胞数量。曾将FSCS成功分化成为毛干、内髓鞘、外髓鞘和表皮角质细胞及皮脂腺。由此可见,FSCS不仅可作为主要细胞通过上、下迁移参与创面表皮愈合,并维持着皮肤动态平衡和组织再生,而且参与了毛囊和皮脂腺等皮肤附属器官的形成,对皮肤创面的修复及功能的恢复具有重要作用。 2 FSCS的临床应用及其前景
大而积深度烧伤或穿透性创伤引起的全层皮肤损伤后常导致表皮和
真皮的缺失.经过创面边缘细胞的迁移和伤口收缩逐渐达到愈合。创面愈合后瘫痕挛缩畸形的形成,给患者造成严重心理负担并极有可能导致关节功能丧失。烧伤创面及难愈合创面治疗的目标在过去年发生了相当大的转变,旨在快速封闭创面并提供覆盖物的传统治疗,已替换成兼具功能恢复或重建及美学理想的瘫痕形成。对大而积深度烧伤或严重创伤引起的皮肤软组织缺损,最有效和常见的方法是利用自体游离皮片移植,但存在供皮量有限和造成额外损伤的缺陷。在皮肤组织工程中异体皮肤的使用避免了重新建立生理连续性的挑战。当使用自体游离皮片或真皮的替代物治疗创面时,特别是结合培养的表皮干细胞时,瘫痕挛缩会明显减小。
胚胎干细胞、间充质干细胞及表皮干细胞等是皮肤种子细胞的重要来源,其中表皮干细胞在体外能更稳定地分化为表皮细胞,从而促进创面愈合,发挥表皮层保护屏障作用。同种异体脱细胞真皮基质起初是作为真皮替代物应用于临床,目前,常作为真皮支架材料用于构建组织工程皮肤。国内外已有学者利用表皮干细胞和同种异体脱细胞真皮基质构建皮肤替代物,但缺乏毛囊、皮脂腺及汗腺等皮肤附属器官,未能实现皮肤的完全重建。将皮肤和毛囊中分离得到的表皮干细胞用于治疗急、慢性创面,在临床上并没有观察到免疫排斥反应等曾从毛囊隆突部纯化出了高表达公认干性标志,整合素的FSCS,并将这些细胞应用于烧伤创面治疗。Jimenez等临床研究表明,移植到创面的自体头皮毛囊增强了上皮、新生血管和真皮的重组,富含毛囊的皮肤区域愈合时间明显缩短。将FSCS作为种子细胞与脱细胞真皮基质构