间充质干细胞促进创面愈合

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

间充质干细胞是具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞, 存在于脂肪、骨髓和脐带等多种组织中, 能通过直接分化或旁分泌的方式发挥修复组织缺损、促进血管生成、免疫调节、抗纤维化等多种作用。间充质干细胞在抗衰老、毛发/组织再生、创面愈合、抗纤维化等多个方面已有较为深入的研究, 效果与安全性良好。

干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。存在于成体组织中的干细胞统称为成体干细胞,在维持稳态、组织修复和再生等过程中发挥关键作用。其中, 间充质干细胞(MSC)是一类能贴壁生长, 具有特定表面标志物, 并能够向骨、软骨和脂肪细胞分化的成体干细胞,最常见的来源是骨髓、脂肪、脐带等。间充质干细胞来源广泛, 获取容易, 因此得到了广泛研究与应用。

 

间充质干细胞促进创面愈合

 

1.间充质干细胞细胞外囊泡提高创面愈合速度

间充质干细胞可用于慢性创面的治疗。研究显示, 间充质干细胞来源的细胞外囊泡(外泌体)可降低糖尿病小鼠模型创面中的MMP-9水平, 促进胶原合成与上皮化, 提高创面愈合速度。

今年,南昌大学第二附属医院整形外科科研团队发表了论文Extracellular Vesicles Derived from Adipose-Derived Stem Cells Accelerate Diabetic Wound Healing by Suppressing the Expression of Matrix Metalloproteinase-9(源自脂肪间充质干细胞的细胞外囊泡通过抑制基质金属蛋白酶 9 的表达加速糖尿病伤口愈合)。

该研究指出,由于胶原沉积障碍,糖尿病伤口的愈合很差。基质金属蛋白酶9(MMP-9)与组织修复过程中的胶原沉积密切相关。许多研究表明,源自脂肪间充质干细胞 (ADSC-EV) 的细胞外囊泡通过增强胶原蛋白沉积来促进糖尿病伤口愈合。

间充质干细胞促进创面愈合

 

在该研究中,作者探讨了 ADSC-EVs 是否可以下调糖尿病伤口中 MMP-9 的表达,并通过改善胶原沉积来促进伤口愈合。在体外和体内测试了 ADSC-EVs 对 MMP-9 和糖尿病伤口愈合的潜在影响。

研究人员首先使用 CCK-8、蛋白质印迹和 MMP-9 酶评估了 ADSC-EVs 对晚期糖基化终产物牛血清白蛋白 (AGE-BSA) 处理的 HaCaT 细胞增殖和 MMP-9 分泌的影响。联免疫吸附试验(ELISA)。接下来,通过 MMP-9 ELISA 和苏木精和伊红、Masson 三色和免疫荧光染色,在免疫缺陷小鼠模型中评估 ADSC-EV 对糖尿病伤口液中愈合、再上皮形成、胶原沉积和 MMP-9 浓度的影响用于 MMP-9。

结果发现,在体外,ADSC-EVs 促进了 HaCaT 细胞的增殖和 MMP-9 的分泌。在体内,ADSC-EVs 通过改善上皮再形成和胶原沉积以及抑制 MMP-9 的表达来加速糖尿病伤口的愈合。ADSC-EVs 具有通过抑制 MMP-9 下调和改善胶原沉积来治愈小鼠模型中糖尿病伤口的潜力。因此,ADSC-EVs 是治疗糖尿病伤口的有希望的候选者。

2.促进糖尿病足溃疡的伤口愈合

VEGF-C和其他生长因子可能在此过程中发挥重要作用。2021年中南大学湘雅医院烧伤与重建外科发表的论文题为ADSCs enhance VEGFR3-mediated lymphangiogenesis via METTL3-mediated VEGF-C m 6 A modification to improve wound healing of diabetic foot ulcers(ADSCs 通过 METTL3 介导的 VEGF-C m 6 A 修饰增强 VEGFR3 介导的淋巴管生成,以改善糖尿病足溃疡的伤口愈合)。

间充质干细胞促进创面愈合

 

该论文指出,脂肪来源的间充质干细胞(ADSCs)是再生医学的一个重要焦点。然而,ADSCs 在糖尿病足溃疡 (DFUs) 伤口修复中的生物学功能仍不清楚。该研究旨在确定 ADSC 参与 DFU 伤口愈合的潜在机制。

研究结果表明,在 DFU 小鼠中,ADSCs 通过 METTL3 通路加速 LEC 增殖、迁移和淋巴管生成,并通过 METTL3/IGF2BP2-m6A 通路调节 VEGF-C 表达 VEGF-C 通过 METTL3/IGF2BP2-m6A 通路调节淋巴管生成。

结论:ADSCs 通过 METTL3 介导的 VEGF-C m6A 修饰增强 VEGFR3 介导的淋巴管生成,从而改善 DFUs 的伤口愈合,表明 ADSCs 可被视为促进 DFUs 伤口愈合的有前景的治疗策略。

3.外泌体促进皮肤成纤维细胞增殖、迁移

皮下注射间充质干细胞来源的外泌体可被皮肤成纤维细胞和血管内皮细胞内吞, 通过miRNA-126-3p激活PI3K通路, 促进皮肤成纤维细胞增殖、迁移和内皮细胞血管生成, 使大鼠模型的胶原沉积与新生血管数目增加 。

2022年武警上海市总队医院整形外科的研究团队在国际期刊Exp Dermatol.上发表了论文Investigation of miR-126-3p loaded on adipose stem cell-derived exosomes for wound healing of full-thickness skin defects(脂肪间充质干细胞来源的外泌体装载miR-126-3p用于全层皮肤缺损创面愈合的研究)。

间充质干细胞促进创面愈合

研究结果发现,脂肪间充质干细胞来源的外泌体(ADSC-Exos)可以被成纤维细胞和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)摄取。与ADSCs或ADSC-Exos共同培养可促进成纤维细胞的增殖和迁移以及HUVECs的血管生成,miR-126-3p的过量表达可进一步增强这种作用。抑制ADSC-Exos或miR-126-3p或PIK3R2过表达可抑制成纤维细胞的增殖和迁移以及HUVECs的血管生成。ADSC衍生的外泌体miR-126-3p增加了受伤大鼠的伤口愈合率、胶原蛋白的沉积和新形成的血管。结论是ADSC衍生的外泌体miR-126-3p通过靶向PIK3R2促进全层皮肤缺陷的伤口愈合。

4.显著提高创面的愈合率

一项随机对照临床试验显示, 慢性溃疡患者皮下注射自体脂肪源性基质血管组分(SVF)可显著提高创面的愈合率, 缩短愈合时间且无明显不良反应, 组织切片可见胶原合成增多, 炎症细胞浸润减少。

2021年埃及阿西乌特大学医学系整形外科的研究人员发表了题为Efficacy of adipose-derived stromal vascular fraction cells in the management of chronic ulcers: a randomized clinical trial(脂肪源性基质血管部分细胞在慢性溃疡治疗中的疗效:随机临床试验)的研报告。

 

间充质干细胞促进创面愈合

该报告指出,细胞治疗是一种很有前途的方法,通过输送分离的脂肪源性基质血管组分(SVF),可以改善慢性溃疡的愈合。该研究调查了脂肪组织的自体干细胞产量及其与传统方法相比对慢性溃疡的疗效。该研究是一项随机对照试验。在研究设计和方案确立并获得伦理委员会批准后,共招募了100名患者,分为研究组和对照组。在研究组,我们每3周进行一次清创和自体干细胞注射。对照组则进行清创和常规敷料治疗。评估包括临床和组织学参数。

结果发现,研究组显示愈合情况有所改善。使用自体脂肪基质血管部分细胞是治疗慢性溃疡的一种有效方法。

此外, 还可将间充质干细胞间充质干细胞衍生物与3D打印、水凝胶材料结合, 制备成敷料用于创面治疗。由于间充质干细胞能够分泌发VEGF等因子, 促进血管生成,因此还可促进皮瓣或其他移植组织的存活。

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