脂肪干细胞联合富血小板血浆在慢性创面治疗中的应用研究进展

    张森焱

    [关键词]慢性创面;创面修复;脂肪干细胞;富血小板血浆;联合应用

    慢性创面严重影响患者的生活质量，增加社会医疗负担。由于慢性创面发病机制复杂，治疗难度大，目前仍是整形外科亟待解决的难题。脂肪干细胞（Adipose-derivedmesenchymal stem cells， ADSCs）来源丰富、体外增殖能力强、具有多向分化潜能，是组织工程技术的种子细胞[1]。富血小板血浆（Platelet-rich plasma， PRP）是将全血离心后富含血小板的血浆浓缩物，含有高浓度的生长因子，能够促进细胞增殖、调节炎症反应、促进血管和胶原生成，改善创面微环境从而促进创面修复[2]。近年来，已经有学者将ADSCs和PRP联合应用治疗慢性创面，取得了较为理想的效果，为创面修复提供了新的思路。

    1 慢性创面的定义

    2008年，Werdin等在《柳叶刀》杂志上将慢性创面定义为：持续3个月以上，无法通过正常有序而及时的修复过程达到解剖和功能上完整状态的创面[3]。临床上多指各种原因形成的经1个月以上治疗未能愈合也无愈合倾向的创面[4]，引起慢性创面的原因有糖尿病、动脉缺血、静脉回流不畅、感染、压力性溃疡和恶性肿瘤等。流行病学调查顯示，在中国，糖尿病已经成为造成体表慢性难愈合创面的最主要致病原因，超过1/3的慢性难愈合创面是由糖尿病引起的[5]。慢性创面的临床治疗包括外科清创、敷料覆盖及负压封闭技术等，近年的研究热点已转向干细胞组织工程技术、富血小板血浆和基因治疗等。

    2 ADSCs联合PRP促进慢性创面愈合的机制

    2.1 ADSCs促进创面愈合的机制：ADSCs是一类来源于脂肪组织的间充质干细胞，具有很强的自我更新、多向分化潜能和旁分泌功能。ADSCs促进创面愈合的机制可能有以下三个方面：①ADSCs在创面局部直接分化为修复细胞，如：成纤维细胞、角质形成细胞等[6];②通过旁分泌作用，分泌多种细胞因子，如：转化生长因子-β（Transformingg r o w t h factor-β ， TGF-β ） ， 血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF），角质形成细胞生长因子（Keratinocyte growth factor ，KGF），成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factor ，FGF）等，这些细胞因子已被证明可以参与伤口愈合过程并发挥重要作用[1];③通过抗氧化作用，捕获缺血缺氧组织局部的自由基，保护成纤维细胞免受氧化应激损伤[7]。

    ADSCs可以在伤口愈合中发挥重要作用，但如果ADSCs的移植部位血供较差，通常会降低其治疗潜力，因此，提高ADSCs的存活率并增强其生物学功能非常重要[8]。ADSCs的潜力因供者的身体状况而异，有研究发现来自糖尿病供体的ADSCs的增殖和迁移能力降低、旁分泌功能受损、特异性表面标志物的表达减弱，表明糖尿病会改变ADSCs的内在特性并损害其功能，从而影响糖尿病患者的自体ADSCs治疗[9]。

    2.2 PRP促进创面愈合的机制：PRP中富含多种比例接近于健康机体生理状态的生长因子，如：血小板源性生长因子（Platelet Derived Growth Factor ，PDGF），转化生长因子-β（TGF-β），表皮生长因子（Epidermal growthfactor，EGF）和血管内皮生长因子（VEGF）等。PDGF促进成纤维细胞的分裂增殖并通过趋化作用使成纤维细胞、平滑肌细胞及巨噬细胞等集中于创面，进而调控细胞外基质的沉积[10]。TGF-β是一种多功能细胞因子，不仅诱导成纤维细胞增殖和细胞外基质成分的合成，还具有促炎和抗炎双重作用，TGF-β1可通过趋化特性增加巨噬细胞、中性粒细胞和其他免疫细胞的聚集，促进炎症发生，同时又可抑制Th1细胞、Th2细胞及B细胞等免疫细胞的分化，并限制IFN-γ和IL-2的表达，产生抗炎作用[11]。此外，在被激活的PRP中，炎症负性调节介质脂氧素A4（LipoxinA4，LXA4）的浓度升高，能够促使炎症消退[12]。EGF能够提高多种组织来源的上皮细胞的分裂活性，并促进上皮细胞的迁移及分化，加速创面上皮化过程[13]。而VEGF主要通过调节内皮细胞的增殖和迁移来刺激新生血管生成[14]。

    2.3 PRP提高ADSCs的存活率和增殖潜能：有研究指出ADSCs在无血管残留的创面区域存活率极低，这无疑限制了ADSCs在修复创面中的应用，而当ADSCs与PRP联合应用时，PRP明显提高ADSCs的存活率，促进ADSCs增殖并改善创面早期血管化[15]。

    PRP促进ADSCs的增殖潜能存在剂量依赖的关系，在一定范围内随着PRP浓度的增加，ADSCs的增殖能力也增加，但超过某一范围后，ADSCs的增殖能力与PRP浓度呈反比。对于促进ADSCs增殖的最适PRP浓度，各个学者意见不一。Amable等研究发现ADSCs短时间内在5%和10%PRP中显示出相似的增殖速率，但是5%PRP无法支持细胞进一步的生长，而10%PRP可以在更长的时间内保持较高的增殖速率[16]。Stessuk等观察的结果与Amable一致[17]。DEsposito的研究显示当两者共培养时，PRP将ADSCs的活力提高了至少7倍，增殖速率和细胞周期进程加快了2倍，并减少了Caspase 3的裂解，5%或20%PRP使ADSCs的生存力明显提高，并加速了细胞迁移[18]。而Atashi等认为20%未激活的PRP能够最有效地促进ADSCs的增殖，同时保持其表型、分化潜能和染色体稳定性[19]。

    大量文献支持使用PRP作为细胞培养基的补充物来刺激ADSCs的增殖，然而到目前为止，PRP刺激ADSCs增殖的潜在机制未明。Loibl等[20]将ADSCs接种在补充有PRP的培养基上，发现PRP的存在使处于S期的ADSCs比例更高，从而促进了细胞增殖，可能与PI3K/AKT，PTEN，ILK和IGF-1信号传导通路有关。Lai等评估了各种蛋白激酶（如：ERK1/2，JNK，p38和Akt）抑制剂对ADSCs增殖的影响，发现PRP能够促进ADSCs增殖，其中PDGF-BB起主要作用，PRP可能是通过ERK1/2、PI3K/Akt和JNK信号通路促进ADSCs增殖[21]。PRP与ADSCs增殖和分化相关的信号通路尚不清楚，有待于进一步研究，为两者临床共移植提供安全有效的依据。