第一篇综述之光棍节导致作者发狂之再生医学与干细胞进展综述

    脂肪移植可能是一个办法,将脂肪细胞转移到天然基质中,如从腹部,臀部等等脂肪富集的部位提取脂肪细胞,转移到受损部位。由于其含量丰富以及没有免疫排斥的危险,可以用来探索皮肤损伤修复,如改善黑眼圈[42]。

    我们理想的情况是恢复原有细胞一系列的信号,通过细胞贴片的基质成分和细胞成分来模拟原有的环境,不断逼近。当然要做到一模一样是不可能的,但是将这个目标视为一个函数,我们可以构造出高维的原函数来实现,即表皮干细胞移植。我们不需要直接构建出成熟的成纤维细胞,脂肪细胞等等的架构,利用干细胞可以分化成多种类型细胞,容易体外扩增,并具有体内自我更新能力的性质,让其自动根据环境信号增殖分化,其适应性生长的结果可能就是能够恢复原有组织的功能。我们赞同自然不做无用功的说法,一切往能量最低的方向移动,可能健康组织就是这种能量最低的状态,因此干细胞能够往这个方向发展,在特定的部位分化为特定类型的细胞,从而起到一定的功能。

    脂肪移植可能有效果是因为脂肪组织含有多能脂肪组织衍生干细胞(ADSCs),可以成为脂肪细胞,成骨细胞,软骨细胞和其他间充质细胞[43]。并且可能与ADSCs的分泌因子相关,其对邻近的具有旁分泌作用,诱导I型和III型胶原和纤连蛋白的上调以及基质金属蛋白酶-1的下调。也可能刺激血管生成并抑制炎症[44]。

    一方面我们可以从病人身上直接提取正常部位的表皮干细胞,通过体外培养增殖最后用于制造细胞贴片;另一方面,在某些特殊情况如重度烧伤的时候,我们可以利用其他的体细胞来逆分化为诱导多能干细胞细胞然后在特定条件下分化,或者转分化为表皮干细胞。使用结缔组织生长因子(CTGF)和TGF-β1可使干细胞逐步分化成纤维细胞并随后分化为肌成纤维细胞[45]。

    在细胞贴片中富含皮肤干细胞能够促进功能改善表现,减少疤痕形成,并且能够长期自我更新。但最后干细胞耗竭可导致移植失败[46],我们可以观察到低表皮干细胞含量与细胞贴片失败相关[47]。

    3结语和展望

    哺ru 动物的再生能力是被得到证明的。具体的分子机制也被探索,如胚胎不能形成伤疤,有TGF-β1的低表达和TGF-β3高表达[48]。这对我们可以有一定的启发即通过各种措施使得受损部位表达模式与胚胎相似,如应用人参皂甙Rb1(一种潜在的TGF-β1抑制剂)实现TGF-β1的低表达,能减少兔模型中瘢痕的α-SMA和Ⅰ型胶原[49]。但并非对这些分子机制的简单拮抗就能够在临床上起到好的疗效,如TGF-β3 (Avotermin)的使用在III期临床试验没有起到很好的减少伤疤效果[50]。

    因为机体系统是很复杂的体系,往往牵一发而动全身,我们可能需要靶定更多的分子才能起到比较好的相关,如同山中伸弥转入四个转录因子使得成纤维细胞逆分化为多能干细胞细胞[7]。也可以理解为何大一的鸡尾酒疗法[51]。当然,这也是有小概率存在能够起到很大作用的药物靶点,如治疗黑色素瘤的单抗Keytruda,这种疗法通过结合肿瘤细胞表面用于免疫逃避的PD-1蛋白质,阻断PD-1/PD-L1信号通路使癌细胞死亡[52]。我们可以认为这是可以起到四两拨千斤的更加关键的中心节点,而根据生物网络的幂律分布(连接度高的节点少,连接度低的节点多),我们得知这种靶点是很少的,更多的是有小相关性的节点[53]。

    干细胞的应用前景广泛,如表皮干细胞表现出的可塑性超过正常细胞,在小鼠囊胚注射后,表皮干细胞能够分化为所有三个胚层[54]。即使是其他部位的上皮损伤也可能发挥作用如如角膜和尿道[55, 56]。这种细胞贴片或者细胞移植,都存在缓慢的血管化和细胞对缺血的高敏感性,是降低移植物存活率的障碍。安全问题,如肿瘤发生,同样需要在动物模型中进行探索[29]。

    结论:

    本文综述了干细胞在当今再生医学可以发挥重要的作用。为了解决干细胞的来源,有诱导多能干细胞和细胞转分化的方法,两种都可以通过病毒转入转录因子或者小分子组合诱导。并且结合皮肤创伤的细胞贴片方法来证明干细胞的临床潜力,以此说明干细胞疗法的优越性。而且也为进一步的人工器官建立打好基础。

    参考文献(references)