干细胞在皮肤光老化治疗中的应用研究
皮肤是人体暴露于外界环境中面积最大的器官,皮肤老化是人体衰老的主要表现之一。皮肤老化是指由于内在和外 在因素的长期作用导致皮肤的组织细胞和结构功能发生改 变,从而出现皮肤干燥、褶皱、弹性下降、色素沉积和毛细血 管扩张等症状。
影响皮肤老化的两大因素
内在因素指机内在的生理、病理和遗传因素。
外在因素主要包括紫外线(ultraviolet,uV)辐射、吸烟、外 伤和接触某些化学物质等。
其中由uv导致的皮肤光老化最为显著。强烈uv照射引起的皮肤损伤主要是皮肤细胞的 损伤、染色体基因的改变以及细胞外基质成分如胶原蛋白的 结构和功能的改变。有关研究表明,脂肪组织中提取的脂 肪来源干细胞(adipose—derived stem cells,ADscs)在组织修复 领域中发挥着重要的作用。关于ADSCs传统观念认为,脂肪组织主要起储存及供应能量作用, 随着医学的不断发展,脂肪组织现已广泛应用于美容、整形、 修复的各个领域中,如面部脂肪填充、隆乳及辅助瘢痕治疗等。
最初构想
zuk等在2001年首次从脂肪组织中分离出一类具有高度自我更新和多向分化能力的干细胞即ADscs,在诱导因子的作用下可向多种类型细胞分化。因其获取方便、 在体内含量丰富、对机体创伤小且不存在学争议,故在干细胞治疗和皮肤组织工程中具有重要的应用价值。
脂肪干细胞治疗皮肤光老化的机制
抗氧化作用
当皮肤受到uV照射后,该动态平衡被打破,导致氧自由基生成过量从而阻碍了胶原蛋白的合成,对皮肤造成了一系列的损伤。胶原蛋白是皮肤的主要组成部分之一,其来源于由TGF—B和活化蛋白一1(active protein一1,AP一1)调节的成纤维细胞,前者是ADscs分泌的主要生长因子,可促进胶原蛋白的合成,而后者通过上调MMP从而加速胶原蛋白的分解。
Li等将皮肤角质细胞(HacaTs)和正常人真皮成纤维细胞(NHDFs)作为实验材料,研究ADscs对uvB诱导的皮肤老化的影响。结果表明,经ADscs治疗后,I型前胶原合成抑制剂如白介素一6的合成也受到了抑制,从而证实了ADscs的抗光老化作用。
抑制炎症反应
uvB辐射后可刺激表皮、真皮细胞 释放多种促炎症细胞因子如IL一1、IL一2、IL一6、IL一8、IL一10、 TNF—d等。这些促炎症细胞因子的释放可损伤线粒体导致 R0s合成增加,通过NF—KB、MAPK等信号通路从而放大uV 对皮肤的损伤作用,导致炎症反应持续发生.成纤维细胞 持续受到攻击,胶原蛋白含量进一步下降。
Gong等证明,ADSCs抑制了NF—K bp65、Nlrp3、vCAM一1、 C0x一2和TNF一a的过度表达,同时减少了因uvB照射导 致的MMP一2、MMP一13的增加,提示ADSCs可通过抑制炎症 反应从而逆转皮肤光老化。cmceller等证实,ADscs通过下 调白三烯等趋化因子从而抑制白细胞早期迁徙,进而有效抑制了炎症反应。
促进成纤维细胞的增殖和迁徙
ADscs因其中分泌的 细胞因子和生长因子不仅可以刺激胶原的合成还能促进真 皮成纤维细胞的增殖和迁徙,以此治疗皮肤光老化。抑制细胞凋亡ADscs可以分泌大量的细胞因子拮抗细胞的凋亡并参与多种组织细胞的生长和发育。
张坤等持续8周给予裸鼠注射D一半乳糖(D一列)建立小鼠皮肤成 纤维细胞(mouse skin砧mblast ceus,MsFcs)衰老模型,通过破坏抗氧化防御系统从而导致机体内ROs大量聚积。将 ADscs条件培养基作用于衰老MsFcs,结果发现,ADscs能 够改善由于D—gal引起的MsFcs中R0s水平上升,减轻氧 自由基损伤从而减少细胞凋亡。
脂肪干细胞在治疗皮肤光老化的具体应用
Jeong等为证明脂肪干细胞具有使光老化皮肤皱纹减少的作用并研究其机制,利用uv照射雌性裸鼠6周建立光老化模型,并依次在皱纹处注射成纤维细胞及脂肪干细胞。注射4周后进行活组织检查分析真皮厚度和胶原密度。uVB照射后I型前胶原的转录显著降低,而注射脂肪干细胞和成纤维细胞后,两组I型前胶原的转录均显著增加,脂肪干细胞组的胶原密度更高; 经对比可观察到成纤维细胞组和脂肪干细胞组的皱纹明显减少,提示脂肪干细胞在治疗光老化导致的皮肤皱纹中发挥了重要的作用。
总结与展望
当代社会人们对于美的要求日益增加,针对皮肤老化的防治措施正逐渐被挖掘出来,如何对抗皮肤老化已成为备受关注的话题。治疗光老化的方法有很多种,包括广谱防晒、注射毒素、注射透明质酸、PDO线、PRP技术和脂肪干细胞移植等,其中脂肪干细胞移植已被证明是一 种具有广阔发展前景的治疗光老化的方法。与其他方法相比,运用自体脂肪干细胞移植拥有来源丰富、分化能力较强、安全性较高且可以减少机体的排斥和过敏反应等优势,现已被广泛应用于面部美容和年轻化、心血管疾病、骨疾病、神经系统疾病等多个领域,并已取得了显著的成果。
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