日前,国际知名期刊《J Healthc Eng》载录了一篇关于自体脂肪干细胞移植术治疗皮肤创伤的研究文章。这项研究以346例皮肤有开放性创伤的患者为研究对象,分别对患处施以自体脂肪干细胞移植术及湿敷生理盐水。结果表明,接受自体脂肪干细胞(Adipose-Derived Stem Cells,ADSCs)移植术的创口基底部肉芽组织的生长情况、最终伤口的愈合情况均优于对照组[1]。
这一临床研究较好地改变了传统治疗中完全依据皮肤自我修复能力的被动局面。
近年来,随着再生医学的发展,干细胞的应用研究及基础研究受到医学界多学科领域的广泛青睐,脂肪干细胞是间充质干细胞的一种,因其具有强大的自我更新能力,能分化为多种类型的细胞,而在皮肤组织的愈合及再生中发挥着举足轻重的作用。本文主要介绍自体脂肪干细胞移植术在促进皮肤创伤修复、改善皮肤组织萎缩中的相关机理及实际应用。
干细胞移植:皮肤创伤修复的“颠覆者”
皮肤萎缩常发生于皮肤外科手术后,表现为真皮或皮下组织含量的减少,甚至缺失,治疗方面常采取脂肪填充,然而,如何避免填充的脂肪组织被机体吸收,以此维持术区皮肤形态的完整,保证治疗效果,是临床上亟待解决的问题。
皮肤开放性创伤可由多种因素导致,表现为真、表皮部分或完全缺失,皮下组织暴露,是日常生活中常见的皮肤症状,包括刀割伤、烧伤、电击伤、皮肤慢性溃疡等,治疗上以保护创口、避免感染为主,至于创口的愈合速度及效果,完全被动地依赖于皮肤自我修复的能力,此外,在某些特定的皮肤溃疡的治疗中,如慢性复发性口腔溃疡,必须使用糖皮质激素类药物,由此不可避免会引发一系列的副作用,包括皮肤萎缩、感染等,这些副作用又会作为诱因阻碍皮肤伤口的愈合。
幸运的是,自体脂肪干细胞移植术有望解决上述治疗弊端。脂肪干细胞储存在皮下组织中,能增殖并分化为脂肪细胞、成纤维细胞、内皮细胞、角质形成细胞等多种细胞来修复皮肤中受损的组织,替换已经凋亡的细胞[2],同时,通过多种途径直接或间接参与促愈因子的分泌,促进皮下血管的生成、肉芽组织的形成,调节皮肤稳态,从而助推皮肤伤口愈合的进程,减缓填充脂肪的吸收,为皮肤开放性创伤及萎缩提供一种新颖的治疗方式。
图2 ADSCs治疗皮肤开放性创伤及萎缩的细胞分子机制图(图片来源于参考文献[2])
自体干细胞移植:皮肤萎缩脂肪移植术后的“超强护卫”
进行性面偏侧萎缩症(Parry-Romberg)是一种发病原因不明的疾病,临床表现为进行性的面部皮肤萎缩、皮下脂肪减少,严重者可累及肌肉、软骨和骨骼。常见的治疗方式是采用微脂肪移植治疗,但在治疗过程中,常常会出现移植脂肪被机体吸收的情况,从而导致治疗效果欠佳,病患满意度下降。
韩国的Kyung Suk Koh博士及其研究团队以10名Parry-Romberg患者为研究对象而进行了一项临床研究[3],结果表明,在治疗面部皮肤萎缩中,相较于单纯使用微脂肪移植治疗(对照组,见图3),微脂肪移植联合自体脂肪干细胞移植术能有效抑制脂肪吸收(实验组,见图2),长时间维持术区皮肤组织形态,从而延缓该病的进程(实验组脂肪吸收率为20.59%,对照组脂肪吸收率为46.81%)。
图3 实验组:微脂肪移植联合自体脂肪干细胞移植治疗(图片来源于参考文献[3])
图4 对照组:单纯使用微脂肪移植治疗(图片来源于参考文献[3])
自体干细胞移植:皮肤创伤愈合的“高能催化剂”
皮肤创伤的愈合是一个高度活跃的代谢过程,包括四个方面:止血、炎症、增殖、成熟和重塑。其中,增殖阶段对创伤的愈合至关重要,该阶段包括伤口基底部毛细血管网的生成、成纤维细胞的增殖、肉芽组织的形成。
多项研究表明,脂肪干细胞能通过分泌多种细胞因子,促进伤口处血管生成、抑制角质形成细胞的凋亡[4],改善患处血液供应情况,增加营养物质及氧气的供应量,维持皮肤结构,协助伤口向愈。以国内学者牵头进行的一项动物实验表明,自体脂肪干细胞移植能促进伤口的愈合,并且,多次使用自体脂肪干细胞移植术的效果明显优于单次使用(见图4)。
此外,脂肪干细胞参与多种细胞分子信号通路,如上调血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达、迁移到受损的皮肤表现分化成血管内皮细胞和成纤维细胞、促进抗炎因子的分泌等,最终促进皮肤创伤的愈合[5]。
图5 不使用、单次使用、多次使用自体移植的脂肪干细胞治疗皮肤创伤的对比图(图片来源于参考文献[5])
小结:
在这项研究中,作者认为,自体干细胞移植术作为治疗皮肤开放性创伤及萎缩的一种新疗法,有获材简便、疗效显著的优点,可推广应用于多种皮肤外科手术及皮肤开放性创伤的治疗中,如隆胸手术、皮肤萎缩、烧伤、糖尿病诱发的足部溃疡等,但目前该项技术的临床应用仍处于初始阶段,对于远期疾病的疗愈及安全性仍需大量的研究来探寻。未来,随着更多的临床研究结果的输出,自体干细胞移植在皮肤创伤领域有望得到更为广泛的应用。
参考文献:
[1] Zhou L, Wang H, Yao S, Li L, Kuang X. Efficacy of Human Adipose Derived Mesenchymal Stem Cells in Promoting Skin Wound Healing. J Healthc Eng. 2022 Mar 24;2022:6590025.
[2] Mazini L, Rochette L, Admou B, Amal S, Malka G. Hopes and Limits of Adipose-Derived Stem Cells (ADSCs) and Mesenchymal Stem Cells (MSCs) in Wound Healing. Int J Mol Sci. 2020 Feb 14;21(4):1306.
[3] Koh KS, Oh TS, Kim H, Chung IW, Lee KW, Lee HB, Park EJ, Jung JS, Shin IS, Ra JC, Choi JW. Clinical application of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in progressive hemifacial atrophy (Parry-Romberg disease) with microfat grafting techniques using 3-dimensional computed tomography and 3-dimensional camera. Ann Plast Surg. 2012 Sep;69(3):331-7.
[4] Klar AS, J Zimoch, T Biedermann. (2017). Skin tissue engineering: Application of adipose-derived stem cells. Biomed Res Int 2017:1-12.
[5] Zhou X, Ning K, Ling B, Chen X, Cheng H, Lu B, Gao Z, Xu J. Multiple Injections of Autologous Adipose-Derived Stem Cells Accelerate the Burn Wound Healing Process and Promote Blood Vessel Regeneration in a Rat Model. Stem Cells Dev. 2019 Nov 1;28(21):1463-1472.
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