《Biochemical and Biophysical Research Communications》:Mesenchymal Stromal Cells and their Derivatives: A Regenerative Frontier in Burn Wound Healing
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MSCs及其衍生物通过分泌组调控免疫应答、促进血管生成和抗纤维化,在烧伤修复中展现出优于传统疗法的再生优势,但临床转化仍面临机制不明和标准化挑战。
作者:Shweta Verma, Raghavendra Upadhya, Samatha Bhat, Raviraja Neelavar Seetharam
印度卡纳塔克邦曼尼帕尔高等教育学院生物治疗研究系,曼尼帕尔,576104
摘要:
烧伤伤口代表了复杂的治疗挑战,传统治疗方法往往无法有效解决这些问题,尤其是在愈合时间延长、过度瘢痕形成和反复感染方面。间充质基质细胞(MSCs)作为一种有前景的治疗剂,因其具有独特的再生能力而受到关注,这些能力特别适合用于烧伤伤口的修复,包括再生、迁移、免疫调节、血管生成、抗纤维化和免疫抑制等作用机制。MSCs的治疗效果主要通过其分泌组来实现,分泌组是一种由生物活性因子、生长因子和细胞外囊泡组成的复杂混合物,能够协调组织修复过程。MSC衍生的细胞外囊泡(EVs)作为一种无细胞治疗替代方案,能够在避免直接细胞移植相关限制的同时递送功能性生物分子。本文详细分析了MSCs及其衍生物在烧伤伤口愈合中的独特和不可替代的作用,重点讨论了它们的作用机制、相对于传统方法的治疗优势,以及使它们成为重要治疗工具的分子途径。我们研究了现有证据,证明它们在促进伤口闭合、减少瘢痕形成和加速功能性组织再生方面的优越效果,同时指出了成功临床转化所需解决的关键研究空白和挑战。
部分内容摘要
背景
由各种事故引起的烧伤伤害仍然是一个重大的医疗挑战和公共卫生问题,具有较高的发病率和死亡率。根据世界卫生组织(WHO)的研究,全球每年约有1100万人遭受烧伤伤害,死亡人数估计达到18万人,高收入国家和低收入国家之间存在明显差异。在印度,每年大约发生700万起烧伤事件,其中超过100万人受到影响。
局部变化
烧伤发生后,皮肤会经历多种局部变化,其中皮肤层和组织的凝固和坏死最为显著。然而,烧伤伤口的严重程度取决于致病因素、暴露时间和温度[6]、[7]。烧伤伤口会形成三个不同的区域:凝固区、停滞区和充血区。
位于中心的凝固区经历的变化最为明显...
烧伤后的伤口愈合机制
皮肤的最外层称为表皮,可以自我再生;因此,表浅烧伤伤口通常可以自行愈合,直到达到表皮层。然而,在深度烧伤伤口中,伤口愈合速度较慢,主要依赖于未受伤皮肤中的角质形成细胞的迁移。多种细胞,如血小板、中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞和角质形成细胞,参与了有效的愈合过程...
PI3K/Akt丝氨酸/苏氨酸信号通路
磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/Akt(丝氨酸/苏氨酸)通路在皮肤修复过程中的细胞增殖、迁移和存活中起核心作用。当受体酪氨酸激酶(RTKs)与PDGF或EGF等生长因子结合时,该通路被激活,导致其细胞质结构域中的酪氨酸残基发生自磷酸化[26]。活化的RTKs通过Src同源性2(SH2)结构域招募PI3K。随后,PI3K将磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)磷酸化,从而生成...
MSCs的阶段特异性细胞和旁分泌机制
MSCs能够适应动态的伤口环境,在不同愈合阶段调节其分泌谱,提供针对性的抗炎、促血管生成和抗纤维化因子。它们同时协调免疫调节、血管生成和细胞外基质重塑,提供全面且平衡的愈合效果,优于传统疗法。MSC分泌组由数百种生物活性分子组成,能够...
MSCs在烧伤伤口愈合中的作用
近年来,MSCs因其在多种皮肤疾病(尤其是烧伤伤口)中的愈合效率而受到广泛研究。MSCs分泌多种生长因子,如VEGF、EGF、KGF、胰岛素样生长因子、基质细胞衍生因子和MMPs,以促进血管生成、招募内源性前体细胞、指导细胞分化和促进必要的ECM形成。MSCs还能通过分泌细胞因子来调节宿主免疫反应...
不同来源的MSCs在烧伤伤口愈合中的作用
间充质干细胞(MSCs)在伤口愈合中发挥多重关键作用,尤其是在减少严重烧伤的炎症和预防瘢痕形成方面(如图4所示)。MSCs分泌多种因子,作用于周围细胞以促进伤口愈合。多项临床前研究表明,基于MSC的治疗在改善烧伤伤口愈合和减轻疼痛方面更为有效。MSCs是具有再生能力和自我更新能力的多能细胞...
关于MSCs在烧伤伤口愈合方面的临床前和临床研究
Zomer等人进行的一项比较研究比较了人类真皮组织和脂肪组织MSCs及其分泌组,发现两者在促进血管生成和伤口愈合相关的蛋白质组成上有显著重叠,但体内研究表明细胞疗法比基于分泌组的治疗更有效[133]。Guo等人还对AT-MSCs、BM-MSCs和UC-MSCs的分泌组进行了比较研究...
关于MSCs及其衍生物在烧伤伤口愈合中的最新证据
最近的临床前和临床研究证实了来自多种来源的间充质基质细胞(MSCs)在加速烧伤伤口愈合方面的治疗潜力。MSCs通过调节炎症、刺激血管生成、调节细胞外基质重塑和促进上皮再生来加快伤口闭合。脂肪组织来源的MSCs(AT-MSCs)由于数量丰富且易于获取,表现出明显的抗炎和再生效果...
结论
间充质基质细胞(MSCs)及其衍生物仍然是烧伤伤口愈合的有希望的治疗选择,主要通过调节免疫反应和促进组织再生发挥作用。越来越多的证据表明,MSCs的有益效果主要通过其分泌的生物活性因子实现,这些因子统称为分泌组,包括细胞外囊泡(EVs),其中含有细胞因子、生长因子和调节性RNA。
基于MSC分泌组或EVs的无细胞疗法...
作者贡献声明
Samatha Bhat:撰写、审稿和编辑、监督。
Raviraja Neelavar Seetharam:撰写、审稿和编辑、验证、概念化。
Raghavendra Upadhya:撰写、审稿和编辑、验证。
Shweta Verma:撰写初稿、软件应用、概念化。
伦理批准和参与同意
不适用。
发表同意
作者同意发表本文。
数据和代码可用性声明
不适用。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
资助
不适用。
致谢
作者感谢曼尼帕尔高等教育学院提供的支持和基础设施。
关于手稿准备过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本文时,作者使用了Grammarly工具进行语法和语言优化。使用该工具/服务后,作者根据需要对内容进行了审查和编辑,并对发表文章的内容负全责。本文不包含任何其他由AI生成的内容。