苗欣欣 陳雪
中國醫(yī)科大學(xué)
糖尿病創(chuàng)傷再生醫(yī)學(xué)療法新進(jìn)展
苗欣欣 陳雪
中國醫(yī)科大學(xué)
創(chuàng)傷愈合是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過程,包括細(xì)胞遷移與增殖、基質(zhì)重構(gòu)以及神經(jīng)血管再生等。糖尿病患者皮膚易受損傷,損傷后創(chuàng)面不易愈合,已成為臨床上亟待解決的難點(diǎn)和熱點(diǎn),目前,隨著研究的不斷深入,出現(xiàn)了很多針對(duì)糖尿病創(chuàng)傷愈合的新策略。本文對(duì)近年來促進(jìn)糖尿病創(chuàng)傷愈合的再生醫(yī)學(xué)新療法進(jìn)行綜述
糖尿??;再生醫(yī)學(xué)
糖尿病代謝紊亂所致皮膚組織中糖含量增高和代謝產(chǎn)物蓄積引起的皮膚微環(huán)境改變,即“微環(huán)境污染”,是導(dǎo)致糖尿病創(chuàng)面難愈的始動(dòng)因素之一[1]。晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGE)在真皮中的蓄積已經(jīng)越來越多的被證明是糖尿病創(chuàng)傷難愈的根本原因[2]。
關(guān)于糖尿病創(chuàng)面的傳統(tǒng)治療,臨床上采用手術(shù)治療、物理治療、中醫(yī)治療、藥物治療、因子治療、醫(yī)用敷料。但是總體上來說傳統(tǒng)治療手段并不能取得令人滿意的治療效果。近年來,組織工程學(xué)取得了長足發(fā)展,使糖尿病的創(chuàng)傷愈合有了新的選擇。
脂肪來源干細(xì)胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)于2001年首次從自體脂肪組織中分離獲得,這種細(xì)胞具有很強(qiáng)的增殖能力,同時(shí)可分化為多種多樣的細(xì)胞系,并可通過抽脂術(shù)大量獲得,許多研究表明ADSCs可以產(chǎn)生和分泌多種細(xì)胞因子,在促進(jìn)血管化、造血支持、趨化中發(fā)揮重要作用[3]。另外,國內(nèi)外很多研究現(xiàn)已證明了脂肪來源干細(xì)胞能夠在膠原支架上良好的附著、生長和增殖,顯示出了良好的相容性[4][5][6],還有研究報(bào)道聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)和ADSCs聯(lián)合能促進(jìn)脂肪組織的形成[7],一種絲綢纖維支架也可以促進(jìn)ADSCs分化[8]。鑒于此,ADSCs不但給組織工程創(chuàng)傷愈合帶來了新的希望,同時(shí)也給糖尿病創(chuàng)傷愈合指引了新的方向。
糖尿病慢性創(chuàng)傷并不遵循正常愈合模式,其確切機(jī)制尚未明確,但生長因子含量的減少、降解的加速或者活性的減弱都是其難以愈合的重要元素。有研究表明減少表達(dá)的IGF-1對(duì)缺氧誘導(dǎo)蛋白(hypoxia inducible factor 1-a protein)合成和功能的影響也削弱了糖尿病鼠的皮膚創(chuàng)傷愈合[9]。當(dāng)外源性補(bǔ)充IGF時(shí),由于微環(huán)境污染使得IGF的半衰期變短[10],這也是生長因子應(yīng)用時(shí)亟待解決的問題之一,優(yōu)化的非病毒基因轉(zhuǎn)化可以在糖尿病傷口上將IGF-1的表達(dá)提高900倍,高濃度的IGF-1聯(lián)合細(xì)胞治療顯著的加快了糖尿病創(chuàng)傷愈合速度??偠灾葝u素樣生長因子在糖尿病創(chuàng)傷愈合中有著舉足輕重的地位。
聚羥基乙酸(polyglycilic,PGA) 具有良好的細(xì)胞相容性,能夠分泌細(xì)胞外基質(zhì)如GAG 及膠原,并能分泌生長因子TGF-β1 和VEGF,構(gòu)建成纖維細(xì)胞/PGA 復(fù)合物能夠有效的加快糖尿病裸鼠皮膚創(chuàng)傷愈合[11]。透明質(zhì)酸作為支架材料復(fù)合皮膚源祖細(xì)胞加快了糖尿病創(chuàng)面愈合速度,有利于表皮層的重建,改善皮膚組織結(jié)構(gòu),促進(jìn)新生血管形成和皮膚神經(jīng)再生[12]。近年來,隨著人們對(duì)羊膜的深入研究,證明了羊膜內(nèi)富含基礎(chǔ)纖維原細(xì)胞生長因子、肝細(xì)胞生長因子、轉(zhuǎn)移因子等,可促使上皮生長參與創(chuàng)面的愈合過程。厚的基底膜及無血管基質(zhì)是羊膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一。無血管基質(zhì)可以防止纖維瘢痕組織的過度形成,控制排斥反應(yīng)的發(fā)生,厚的基底膜有利于上皮細(xì)胞的移行,促進(jìn)上皮化,防止上皮細(xì)胞的凋亡。羊膜無毒、無菌、無刺激性。從羊膜的上述幾點(diǎn)特點(diǎn)可以看出,人羊膜是組織工程支架的理想材料。
隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展, 組織工程已經(jīng)涵蓋了應(yīng)用單純細(xì)胞、材料結(jié)合/不結(jié)合生長因子、含細(xì)胞的三維支架材料復(fù)合物等三方面,目前組織工程治療糖尿病創(chuàng)傷愈合研究主要集中在后兩者,而應(yīng)用結(jié)合生長因子的支架材料來治療糖尿病創(chuàng)面時(shí),由于糖尿病創(chuàng)面各種蛋白酶活性相應(yīng)增強(qiáng),生長因子會(huì)很快被各種蛋白酶降解清除進(jìn)而達(dá)不到其起作用所需要的濃度范圍[10]。結(jié)合細(xì)胞的三維支架材料復(fù)合物,由于構(gòu)建的復(fù)合物中細(xì)胞能有效地持續(xù)地分泌各種生長因子,成為人們進(jìn)一步研究的方向。
[1]陸樹,良謝挺,牛軼雯.創(chuàng)面難愈機(jī)制研究——糖尿病皮膚的“微環(huán)境污染”. 中華燒傷雜志 ,2008,24 (1):3-5.
[2]HuijuaLni ao , Julia Zakhaleva, WeiliamC hen. Cells and tissue interactionws ith glycated collag en and their relevancte o delayedd iabetic woundh ealing. Biomaterials,2009, 30 : 1689-1696.
[3]GAIL E. KILROY, SANDRA J. FOSTER, XIYING WU. Cytokine Profile of HumanA dipose-DerivSetde m Cells: Expressioon f AngiogeniHc, ematopoietainc, d Pro-InflammatoFray ctors. Journal Of Cellular Physiol ogy,2007,1002(10):702-709.
[4]F.B. Stillaert , C. Di Bartolo , J.A. Hun t ,et al.Humacnl inical experiencwe ith adipospe recursor cells seeded on hyaluronicB. iomateria,l2s 008,29: 3953-3959.
[5]Lauren E. Flynn , Glenn D. Prestwich, John L. Semple,eat l. Proliferatioan nd differentiat ion of adipose-derivsetde m cells on naturally derive d scaffolds.Biomaterials ,2008 ,29: 1862-1871.
[6]Lauren Flynna, Glenn D. PrestwichJ, ohn L. Semplede, t al. Adiposet issue engineerinwgi th naturally deriveds caffolds and adipose-derivsetde m cells. Biomaterials ,2007,28: 3834-3842.
[7]Yu Suk Choi, Sang Myun Cha , Young Yeo l Lee , et al. Adipogendici fferentiatioonf adipo se tissue derived adult stem cells in nude m ouse. Biochemicaanl d BiophysicRal esearch Communicat,i ons 2006,345: 631-637.
[8]ANDREW M. ALTMAN, YASHENG YAN, NADIN E MATTHIAS, et al. IFATS CollectionH: uman Adipose-DerivedS tem Cells Seededo n a Silk Fibroin-Chitosan Scaffold Enhance Wound Repair in a Murine Soft Tissue Injury Model. STEM CELLS, 2009, 27: 250-258.
[9]Diana H. Yu, P. Kimberly, Mace, et al. Effects of decreaseid nsulin-likge rowthf actor-1 stimulatioon n hypoxiai nduciblfe actor 1-a proteins ynthesisa nd function during cutaneo us repair in diabetic mice. Wound Repair and Regeneration,2007,15 :628!635.
[10]Patrik VelanderC, hristophT heopoldT, obia s Hirsch, et al. Impaired wound healingi n an acute diabetic pig model and the effects of loca l hyperglycemia.WoRuenpda ir and Regeneration,20 08, 16: 288-293.
[11]黃昕. 組織工程真皮修復(fù)糖尿病裸鼠皮膚缺損的實(shí)驗(yàn)研究.2007, 上海交通大學(xué)
[12]舒斌.皮膚源祖細(xì)胞-透明質(zhì)酸復(fù)合物對(duì)糖尿病創(chuàng)面愈合的影響. 2007, 中山大學(xué)
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.113