孫銳光 肖志波

嚴重皮膚燒、創(chuàng)傷的治療目的是加快創(chuàng)面愈合速度和提高創(chuàng)面愈合質量。目前，加快創(chuàng)面愈合速度的問題已基本得到解決，而人們則越來越重視創(chuàng)面愈合的質量，即如何減少瘢痕和重建皮膚附屬器，更好地恢復皮膚功能。汗腺功能的恢復具有重要的意義，本文回顧了近年來汗腺再生的研究進展，主要涉及干細胞和組織工程皮膚方面的內(nèi)容，現(xiàn)綜述如下。

1汗腺概況及功能

汗腺是重要的皮膚附屬器，分為外泌汗腺和頂漿汗腺，又稱為小汗腺和大汗腺。外泌汗腺可達數(shù)百萬個，遍布于人體表面，在手掌和腳底處的皮膚處最多[1]。其導管細直，分泌部較粗，位于真皮層和皮下組織中，呈盤曲狀；管腔較小,開口于皮膚表面，分泌以水鹽為主要成分的汗液。頂漿汗腺數(shù)量較少,開口于毛囊管，分布于身體多毛的區(qū)域,如腋窩和會陰；分泌沒有氣味卻富含多種有機成分的汗液,但可由細菌進一步分解生成散發(fā)臭味的混合物，?？稍谝赋艋颊呱砩习l(fā)現(xiàn)。

汗腺的主要功能是分泌低滲汗液，并通過其蒸發(fā)散熱來調節(jié)體溫，是體溫調節(jié)的重要結構；排汗的同時可排泄某些代謝終產(chǎn)物和毒素。汗腺分泌物可濕潤手掌和足跖部皮膚，使其抓握力和敏感性增強。人體排汗功能減弱或喪失,可直接導致體溫調節(jié)功能障礙體溫不斷升高，導致高熱、中暑、休克甚至死亡，嚴重影響患者的生活質量[1]。

2干細胞誘導分化為汗腺細胞

2.1表皮干細胞與汗腺再生：表皮干細胞是皮膚組織中的特異性干細胞，既能分化為各種表皮細胞，又能分化為各種皮膚附屬器[2]，是組織工程皮膚理想的種子細胞。研究汗腺的發(fā)生機制并據(jù)此誘導表皮干細胞定向分化為汗腺上皮細胞，是汗腺再生的重要途徑。研究證明表皮干細胞有分化為汗腺細胞的潛能[3-4]。表皮干細胞主要位于表皮基底層和毛囊隆突(bulge)部[2]。大面積深度皮膚燒傷患者的皮膚及其附屬器盡毀，不能提供足夠數(shù)量的表皮干細胞。汗腺再生的關鍵問題是干細胞分化，而干細胞數(shù)量不足則是阻礙汗腺再生的重要原因。為彌補自身表皮干細胞不足，國內(nèi)外學者紛紛研究開發(fā)其他類型的干細胞并取得了較大進展。

2.2胚胎干細胞(ES細胞)源性表皮干細胞與汗腺再生:研究表明，將小鼠或人的ES細胞和人羊膜共培養(yǎng)，可誘導ES細胞分化為表皮樣干細胞，將其種植在裸鼠皮下、腹腔或腎被囊微環(huán)境中的均可分化為角化復層扁平上皮和類似汗腺等皮膚附屬器的結構 [5-7], 未見畸胎瘤生成。說明與羊膜共培養(yǎng)后,ES細胞定向分化為表皮樣干細胞,失去全能性而主要向表皮樣組織分化。目前，胚胎干細胞的研究應用多涉及倫理學問題且數(shù)量來源有限，嚴重限制了其研究和應用。

2.3骨髓干細胞與汗腺再生:機體損傷時骨髓間充質干細胞(BM-MSCs)能特異性趨化到損傷部位并分化形成相應的細胞來修復損傷的現(xiàn)象，使人們思考能否以骨髓干細胞再生和重建汗腺。Li等[8]證實經(jīng)誘導后具有汗腺細胞表型的骨髓干細胞能顯著地促進鼠受損汗腺結構與功能的修復，再生的汗腺具有分泌汗液的功能。盛志勇等[9]將具有汗腺細胞表型的自體骨髓間充質干細胞移植到燒傷患者切除瘢痕的創(chuàng)面，從結構上證實汗腺組織再生的同時也從功能學證實再生汗腺組織能分泌與正常汗液理化性質相同的汗液。付小兵等[10]對用上述方法治療的患處進行免疫組織化學檢測，發(fā)現(xiàn)再生汗腺的組織中均有神經(jīng)與血管分布,提示再生的汗腺組織受到新神經(jīng)的支配和新生血管的血液供應。

骨髓采集對患者會造成一定程度的創(chuàng)傷,容易給患者造成心理壓力；而且骨髓采集的量有一定限制，難以滿足全身大面積燒傷患者對大量干細胞的需要。此外，由于接受該方法治療的患者數(shù)量和治療面積非常有限,術后隨訪時間較短，因此,還需要對該方法進行進一步的基礎和臨床研究及長期的術后隨訪，以評估其確切療效。

2.4臍帶間充質干細胞與汗腺再生: Xu等[11]將人臍帶間充質干細胞(umbilical cord mesenchymal stem cell s, UC - MSCs )在汗腺細胞條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)誘導后這些細胞表達汗腺細胞標志和汗腺發(fā)育基因，表明分化后的人臍帶間充質干細胞有能力分化為汗腺樣細胞。Yang等[12]首次用無動物血清培養(yǎng)基(ASFCM)擴增人臍帶間充質干細胞，發(fā)現(xiàn)像正常條件培養(yǎng)的間充質干細胞一樣，人臍帶間充質干細胞在無動物血清培養(yǎng)條件下也能誘導表達汗腺細胞標記物和發(fā)育基因。臍帶間充質干細胞與BM-MSCs生物學性質相似，取材方便且對身體不會造成創(chuàng)傷,免疫原性更低, 細胞分化能力更強，是組織工程皮膚更為理想的種子細胞。

2.5有潛力的其他新型干細胞:誘導多能干細胞(iPS)除具有胚胎干細胞的眾多特點外，還具有來源廣泛且不受患者年齡和身體狀況的限制,不涉及倫理學問題等優(yōu)點。目前其存在的問題主要是：①產(chǎn)生iPS的效率低；②使用能在宿主動物導致癌癥的c-myc 轉基因進行細胞重編程；③使用多個逆轉錄病毒作為載體；④分化成各種細胞的效率較低等。隨著技術的不斷進步，這些問題將被逐步解決。iPS仍具有極其誘人的應用前景，未來將會更好地促進再生醫(yī)學的發(fā)展。

脂肪干細胞除具有一般干細胞的特性外，更具有成本低、增殖速度快且患者易接受等優(yōu)點。它同樣是組織工程理想的種子細胞，將來有望培育出人體所需的各種組織和器官。

3含有汗腺的組織工程皮膚

國內(nèi)外大量研究證明，細胞的生長增殖等需要局部微環(huán)境，細胞外基質成分可以調控細胞的分化方向。真皮對皮膚附件結構的發(fā)育起重要作用。Takanori等[13]在真皮成纖維細胞與細胞外基質替代物制成人工皮膚，并在其中培養(yǎng)表皮干細胞和人角質形成細胞，發(fā)現(xiàn)人工真皮內(nèi)出現(xiàn)三維汗腺導管樣結構。Zhang等[14]將人臍帶間充質干細胞、沃頓膠和皮膚微粒的混合物植入切除全厚皮膚的鼠背部創(chuàng)面。7天后，證實有新的汗腺形成。Huang等[15]在體外將表皮細胞與汗腺細胞直接共培養(yǎng)后，把兩種細胞的混合物接種于含有成纖維細胞的膠原基質進行三維培養(yǎng)。證明所構建組織工程皮膚具有與天然皮膚相似的結構，在真皮淺層形成了類似汗腺組織的結構。萬麗等[16]將BM-MSCs接種于激光微孔化脫細胞真皮基質（LPADM）載體并復合自體刃厚皮移植重建鼠皮膚功能，術后14天，在真皮基質的淺層發(fā)現(xiàn)皮脂腺樣細胞和汗腺樣細胞以及新生的無髓鞘神經(jīng)樣末梢。Lei等[17]發(fā)現(xiàn)人外分泌汗腺上皮細胞在Matrigel中能形成管狀結構。舒申友等[18]體外在 Matrigel 基底膜基質中培養(yǎng)的人外泌汗腺細胞,可形成類似體內(nèi)汗腺的管狀和球狀結構。

上述研究表明組織工程皮膚能最大程度地模擬細胞在體內(nèi)生存的微環(huán)境，調控干細胞向汗腺細胞分化并使之形成汗腺的三維結構。下一步的工作是使這些形成的汗腺組織具有排汗功能，從而實現(xiàn)真正意義上皮膚排汗的功能恢復。

4基因療法的探索

除大面積深度燒創(chuàng)傷外,某些遺傳性疾病也會引起排汗障礙，如：少汗型外胚層發(fā)育不良癥(Hypohidrotic ectodermal dysplasia， HED)它主要是由于編碼外異蛋白A (Ectodysplasin-A, EDA) 的基因突變引起。目前很多學者利用正常的基因來補充或替代基因疾病中某些缺失或突變的基因,即所謂的基因療法。Cai等[19]用轉染了人EDA的骨髓間充質干細胞移植到小鼠腳掌汗腺被破壞的創(chuàng)面一段時間后，通過發(fā)汗實驗、組織化學和免疫組織化學分析證實該方法促進汗腺再生。目前基因療法大多處于研究實驗階段，臨床應用較少，但其應用前景非常廣闊。

5小結

目前，應在以下幾個方面繼續(xù)深入研究汗腺再生：①如何在較小甚至沒有創(chuàng)傷條件下，方便、經(jīng)濟、大量地獲取更原始的干細胞；②如何更深入研究汗腺發(fā)生發(fā)育機制，以便在誘導時給予最精確的調節(jié)；③如何構建結構和成分與皮膚更類似的組織工程皮膚，使細胞所在的微環(huán)境更接近其在人體的微環(huán)境，從而形成汗腺組織特有的結構和功能，達到真正意義的解剖和功能修復；④整合干細胞研究，組織工程技術和基因療法的成果，制造出結構尤其是功能更完善的組織工程皮膚。

相信在不遠的將來，具有正常皮膚功能的組織工程皮膚將會在臨床廣泛應用，造福那些因不能正常排汗而飽受痛苦的患者。

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[收稿日期]2014-03-16 [修回日期]2014-04-24

編輯/李陽利