本文作者:馬廉,深圳市兒童醫院兒研所常務副所長,血液腫瘤科教授 主任醫師,博士 博士生導師,第五屆人民名醫、南粵優秀教師、深圳市第六屆人大代表、深圳市人民監督員,廣東省精準醫學應用學會兒童精準診療分會主任委員。
在人體這座精密的“生命工廠”中,皮膚作為最外層的“保護屏障”,默默承受著外界環境的種種考驗。擦傷、割傷、燒傷、潰瘍、感染,皮膚損傷的例子每時每刻都在發生。然而,當皮膚遭遇損傷,尤其是損傷到達了真皮層,例如深二度燒傷,傷口愈合便成了一場充滿艱辛與挑戰的“持久戰”。在這一過程中,包皮來源間充質干細胞外泌體宛如一群來自身體深處的“神奇使者”,正悄然展開一場奇妙而高效的皮膚修復之旅。
“皮膚損傷后,傷口愈合看似簡單,但實際上是一個復雜且多階段的生物過程。有些傷口干凈、血供豐富,在皮膚自身干細胞作用下很快就愈合了。但有些傷口會因為持續的炎癥反應和缺乏有效的血供而始終難以痊愈,給患者帶來巨大的痛苦。例如糖尿病患者的傷口,愈合過程往往緩慢且易受感染。這是因為糖尿病患者的高血糖環境會破壞皮膚的正常結構和功能,使得傷口經久不愈。”深圳市兒童醫院兒研所常務副所長馬廉教授解釋道。馬廉教授是深圳市兒童醫院博士生導師,人民名醫、南粵名醫,兼任廣東省精準醫學應用學會兒童精準診療分會主任委員等多項學術職務,并主持多項間充質干細胞相關科研課題。據馬廉教授介紹,目前臨床上針對這些難治性傷口的治療并沒有比較好的辦法。因此,尋找新的治療手段去促進難治性傷口愈合是亟待解決的臨床難題。其中,包皮間充質干細胞外泌體的出現,為難治性傷口的皮膚修復帶來了新的可能。
包皮間充質干細胞外泌體是包皮間充質干細胞釋放的微小囊泡,它們攜帶著豐富的生物活性分子,如蛋白質、脂質和核酸等,能夠精準地作用于傷口部位,發揮出一系列神奇的修復功效。首先,包皮間充質干細胞外泌體具有強大的抗炎作用。它們能夠調節炎癥反應,抑制炎癥細胞的聚集和炎癥因子的釋放,從而減輕傷口的紅腫、疼痛等癥狀,為傷口創造一個良好的愈合環境。
“炎癥是傷口愈合過程中必須面對的第一關,如果炎癥反應過于強烈或持續時間過長,就會對皮膚組織造成進一步的損傷,阻礙愈合進程。”馬廉教授進一步解釋說。包皮間充質干細胞外泌體通過與炎癥細胞表面的特定受體結合,傳遞抑制信號,使得炎癥細胞逐漸“冷靜”下來,減少對傷口的破壞。同時,包皮間充質干細胞外泌體還能促進炎癥細胞向愈合細胞的轉變,如將M1型巨噬細胞誘導為M2型巨噬細胞,后者在傷口愈合的后期發揮著至關重要的作用,如促進組織再生和重塑等。
其次,包皮間充質干細胞外泌體在促進血管新生方面也展現出卓越的能力。新生血管是傷口愈合的“生命線”,它們為傷口區域提供充足的氧氣和營養物質,同時帶走代謝廢物和病原體。包皮間充質干細胞外泌體含有多種血管生成因子,如血管內皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子(EGF)等,這些因子能夠刺激血管內皮細胞的增殖和遷移,加速新血管的形成。在包皮間充質干細胞外泌體的幫助下,傷口區域的血管網絡得以迅速重建,為皮膚細胞的再生和組織的修復提供了堅實的保障。
此外,包皮間充質干細胞外泌體還具有調節免疫功能的作用。它們能夠與免疫細胞進行復雜的相互作用,調節免疫細胞的增殖、分化和功能,從而維持免疫系統的平衡。例如,包皮間充質干細胞外泌體能夠抑制過度活躍的免疫細胞,防止其對自身組織的攻擊,同時促進免疫細胞對病原體的清除,保護傷口免受感染。通過調節免疫反應,包皮間充質干細胞外泌體為皮膚修復營造了一個安全、穩定的內部環境。
“包皮間充質干細胞外泌體在皮膚修復中的作用是多方面的,它們不僅能夠直接促進皮膚細胞的再生和組織的修復,還能夠通過調節炎癥反應、促進血管新生和調節免疫功能等間接途徑,全方位地加速傷口愈合。”馬廉教授總結道。
圖為足部傷口局部使用間充質干細胞外泌體后,外泌體發揮抗菌、血管生成、膠原合成和免疫調控作用的示意圖
值得一提的是,包皮間充質干細胞外泌體的來源——包皮間充質干細胞,具有易于獲取、倫理爭議小等優勢。包皮組織在以往常被視為一種生物廢棄物,尤其在包皮環切術后,它往往被直接丟棄。然而,科學家們發現,從包皮中提取的間充質干細胞不僅產量高,而且具有良好的免疫調控能力和多向分化潛能,能夠產生大量的外泌體。這使得包皮間充質干細胞成為了再生醫學領域的一顆“新星”,為皮膚修復等醫學難題的解決提供了新的思路和方法。
在臨床應用方面,包皮間充質干細胞外泌體也展現出巨大的潛力。科學家們已經著手開發出多種將包皮間充質干細胞外泌體應用于皮膚修復的技術和產品,如將包皮間充質干細胞外泌體與水凝膠等生物材料結合,制成具有緩釋功能的敷料,能夠持續地向傷口釋放包皮間充質干細胞外泌體,提供持久的修復效果。此外,包皮間充質干細胞外泌體還可以與其他治療手段聯合使用,如與生長因子、抗生素等藥物聯合,發揮協同作用,進一步提高傷口愈合的效果。
總之,包皮間充質干細胞外泌體作為一種新興的皮膚修復“神器”,憑借其卓越的修復功效和廣闊的應用前景,正逐漸走進人們的視野。它們不僅為難治性傷口愈合帶來了新的希望,也為其他類型的皮膚損傷修復提供了新的解決方案。隨著科學研究的不斷深入和技術的不斷發展,相信包皮間充質干細胞外泌體將在未來的醫學領域發揮出更加重要的作用,造福更多的患者。
參考文獻及專利號:
1.論文Xu C, Cao JF, Pei Y, Kim Y, Moon H, Fan CQ, Liao MC, Wang XY, Yao F, Zhang YJ, Zhang SH, Zhang J, Li JZ, Kim JS, Ma L, Xie ZJ. Injectable hydrogel harnessing foreskin mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles for treatment of chronic diabetic skin wounds. J Control Release. 2024 Jun;370:339-353. doi: 10.1016/j.jconrel.2024.04.049. Epub 2024 May 3. PMID: 38685383.:
2.專利:復合水凝膠及其制備方法和應用,專利號,ZL 2022 1 0460308.9(國內發明)
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