譚紫凝, 甄 昱, 李珊山
(吉林大學(xué)第一醫(yī)院皮膚科,吉林 長春 130021)
白癜風(fēng)是一種臨床常見的色素脫失性疾病,主要特點(diǎn)為功能性黑素細(xì)胞脫失導(dǎo)致的局部皮膚或黏膜白斑,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,多種因素共同參與了黑素細(xì)胞的缺失,其中自身免疫反應(yīng)在其中扮演了重要的角色。目前,白癜風(fēng)的治療策略主要是抑制自身免疫反應(yīng)從而阻止疾病的進(jìn)展,并在穩(wěn)定期刺激復(fù)色[1]。主要的治療方法包括藥物治療、光療和外科移植治療等,上述治療方法雖可使皮損獲得短暫復(fù)色,但迄今為止臨床尚無可有效抑制組織駐留記憶T 細(xì)胞(resident memory T cell,TRM) 活性的方法,為疾病的復(fù)發(fā)留下隱患。NARAYAN等[2]的一項(xiàng)針對白癜風(fēng)患者的問卷調(diào)查顯示:94% 的患者表示白癜風(fēng)治療需要?jiǎng)?chuàng)新及改進(jìn),反映了白癜風(fēng)患者對新療法的迫切需求。近年來,干細(xì)胞逐漸成為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,其具有強(qiáng)大的修復(fù)、再生和恢復(fù)細(xì)胞及組織功能的作用,對諸多疾病具有巨大的治療潛力,但仍面臨許多挑戰(zhàn)。干細(xì)胞憑借其自身優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于多種系統(tǒng)疾病及皮膚疾病的治療。國內(nèi)外已有多項(xiàng)研究展示了干細(xì)胞在治療白癜風(fēng)方面的潛力和應(yīng)用前景,以基礎(chǔ)研究為主,其獨(dú)特的生物學(xué)特性為白癜風(fēng)的治療提供了新的可能途徑。目前國內(nèi)外相關(guān)綜述報(bào)道較少,且對白癜風(fēng)相關(guān)干細(xì)胞研究的總結(jié)不全面。現(xiàn)結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn),對白癜風(fēng)相關(guān)的干細(xì)胞進(jìn)行更為全面和細(xì)致的歸納和整理,并分析其優(yōu)劣勢,旨在深入探討其作用機(jī)制,推進(jìn)其在白癜風(fēng)治療中的臨床應(yīng)用。
白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,其始發(fā)因素是各種原因造成的黑素細(xì)胞破壞。目前較為公認(rèn)的發(fā)病機(jī)制是在一定遺傳易感性的基礎(chǔ)上,由異常的氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致黑素細(xì)胞損傷和抗原暴露,啟動(dòng)了針對黑素細(xì)胞的自身免疫反應(yīng)[3]。當(dāng)皮膚受到強(qiáng)紫外線、電離輻射及各種化學(xué)物質(zhì)的刺激時(shí),細(xì)胞內(nèi)的活性氧簇(reactive oxygen specie,ROS) 蓄積過量,產(chǎn)生氧化應(yīng)激致使大量黑素細(xì)胞凋亡[4]。研究[5]顯示:氧化應(yīng)激還可以降低黑素細(xì)胞膜上的E-鈣黏蛋白的含量,使黑素細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞間的黏附力下降,造成皮膚局部微環(huán)境異常。此外,黑素細(xì)胞自身的凋亡、衰老、壞死和自噬缺陷以及近年發(fā)現(xiàn)的新型黑素細(xì)胞死亡形式,如壞死性凋亡、細(xì)胞焦亡和鐵死亡等都會(huì)導(dǎo)致其自身的破壞,導(dǎo)致白癜風(fēng)發(fā)生[6]。
研究[7-9]表明:針對黑素細(xì)胞的自身免疫反應(yīng)是白癜風(fēng)發(fā)生的關(guān)鍵因素。CD8+T 淋巴細(xì)胞是最主要的黑素細(xì)胞殺傷細(xì)胞,除通過釋放穿孔素、顆粒酶和Fas 配體等效應(yīng)蛋白來殺傷黑素細(xì)胞外[7],還釋放干擾素γ (interferon gamma-γ,IFN-γ),通過活化Janus 激酶(Janus kinase,JAK) -信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT) 信號(hào)通路來誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌趨化因子(C-X-C 基元) 配體[chemokine (C-X-C motif) ligand ,CXCL] 9 和CXCL10,與CD8+T 淋巴細(xì)胞表面的配體趨化因子(C-X-C 基元)受體[chemokine (C-X-C motif) receptor ,CXCR] 3 結(jié)合,通過正反饋進(jìn)一步向皮膚募集CD8+T 淋巴細(xì)胞[10]。因此JAK抑制劑可有效阻斷IFN-γ 引發(fā)的CD8+T 淋巴細(xì)胞在皮膚處的募集,控制病情進(jìn)展[11]。此外,氧化應(yīng)激狀態(tài)下角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的CXCL16 既可募集CD8+T 淋巴細(xì)胞,又可與其表面的CXCR6 結(jié)合[12]。受損的黑素細(xì)胞釋放損傷相關(guān)分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs)、熱休克蛋白70i (heat shock protein 70i,Hsp70i)和高遷移率族蛋白B1 (high mobility group protein B1,HMGB1),激活樹突狀細(xì)胞并誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞釋放CXCL9、 CXCL10 和CXCL16 進(jìn)一步增強(qiáng)CD8+T 反應(yīng)[10]。研究[13]表明: CXCL9 和CXCL10 與白癜風(fēng)發(fā)病進(jìn)展和嚴(yán)重程度有關(guān),可作為判斷疾病活動(dòng)性的敏感指標(biāo)。另外,白癜風(fēng)復(fù)發(fā)部位與原發(fā)部位相同,提示該部位可能形成了自身免疫記憶,皮損處TRM的存在可能是導(dǎo)致白癜風(fēng)復(fù)發(fā)的主要原因[7]。TRM表達(dá)特異性標(biāo)記物CD69、CD103 和CD49a。TRM的維持主要依賴于毛囊和角質(zhì)形成細(xì)胞來源的白細(xì)胞介素7 (interleukin-7 ,IL-7)、白細(xì)胞介素15 (interleukin-15,IL-15) 和腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)[14]。因此,通過對TRM進(jìn)行有效的靶向阻斷治療,也是未來白癜風(fēng)研究的重要方向。
2.1 干細(xì)胞分類干細(xì)胞是一種具有潛在的無限分裂能力和分化為多種靶細(xì)胞能力的細(xì)胞。根據(jù)干細(xì)胞的起源,可分為2 種類型:胚胎型和成體細(xì)胞型。根據(jù)分化能力的不同,干細(xì)胞可分為以下幾類:①全能干細(xì)胞,如胚胎干細(xì)胞,可分化為任何種類的細(xì)胞,形成各種組織和器官,甚至個(gè)體。②多能干細(xì)胞,可以分化為多種細(xì)胞類型的干細(xì)胞,如間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSCs),MSCs 又包括骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)、 脂肪干細(xì)胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)、 造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cells,HSCs) 和神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cell,NSCs) 等,人體的大部分干細(xì)胞屬于多能干細(xì)胞。③只能分化成一種特定類型細(xì)胞的單能干細(xì)胞,如黑素干細(xì)胞等[15]。
2.2 干細(xì)胞的作用機(jī)制干細(xì)胞具有強(qiáng)大的修復(fù)、再生和恢復(fù)細(xì)胞及組織的功能,對很多疾病具有治療潛力。目前,干細(xì)胞可以應(yīng)用于血液系統(tǒng)疾病、骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病、心臟系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、自身免疫系統(tǒng)疾病、 移植物抗宿主?。╣raftversus-host disease,GVHD) 和皮膚系統(tǒng)疾病等多種臨床領(lǐng)域[16]。關(guān)于干細(xì)胞可能的治療機(jī)制,目前主要有以下幾種觀點(diǎn):①分化再生替代。干細(xì)胞分化的潛能性強(qiáng),全能干細(xì)胞和多能干細(xì)胞可以分化為多種類型的細(xì)胞,替代受損細(xì)胞。②細(xì)胞旁分泌作用。將干細(xì)胞注入體內(nèi)后可以分泌數(shù)種細(xì)胞因子,如血管內(nèi)皮生長因子、肝細(xì)胞生長因子、巨噬細(xì)胞炎癥因子、 骨形態(tài)發(fā)生蛋白2 (bone morphogenetic protein,BMP-2)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子和轉(zhuǎn)化生長因子β (transforming growth factor-β,TGF-β) 等,MSCs 常通過此途徑發(fā)揮效應(yīng)[17]。③調(diào)節(jié)免疫功能。干細(xì)胞通過調(diào)控細(xì)胞因子,抑制受損的組織和細(xì)胞中過度活化的免疫細(xì)胞,減輕局部的炎癥。此外,在器官移植后,應(yīng)用MSCs 預(yù)防GVHD 的發(fā)生,可以提高器官移植的成功率[18]。
2.3 干細(xì)胞在皮膚領(lǐng)域的臨床應(yīng)用臨床研究[19-22]顯示:將ADSCs 注射到皮膚損傷處,在提高傷口愈合率的同時(shí)可以使瘢痕的形成減少;ADSCs 還可以激活表皮干細(xì)胞,刺激血管生成,增強(qiáng)毛乳頭細(xì)胞的血液供應(yīng)以及調(diào)節(jié)免疫,將其注入頭皮內(nèi)可明顯改善脫發(fā)。真皮MSCs 可以作為銀屑病治療的重要靶點(diǎn)。HEO 等[23]發(fā)現(xiàn):人NSCs導(dǎo)向酶/前藥療法是治療惡性黑色素瘤的一種可行性方法。此外,MSCs 已成功應(yīng)用于治療多種自身免疫性疾病,包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡和系統(tǒng)性硬皮?。?4],其免疫調(diào)節(jié)功能使其成為有應(yīng)用前景的治療自身免疫性疾病的方法。臨床研究[25]顯示:HSCs 和MSCs 移植均可以治療難治性系統(tǒng)性紅斑狼瘡,但MSCs 的有效性和安全性相對更強(qiáng)。在白癜風(fēng)治療方面,干細(xì)胞的研究多處于實(shí)驗(yàn)研究階段,只有少量進(jìn)入臨床試驗(yàn)。
黑素干細(xì)胞是一種由神經(jīng)嵴來源的成黑素細(xì)胞在毛囊隆突內(nèi)分化而來的缺乏黑素的定向干細(xì)胞,具有維持自我更新和分化為成熟黑素細(xì)胞的能力,是皮膚中黑素細(xì)胞的重要來源和儲(chǔ)備[26],在白癜風(fēng)復(fù)色中起到至關(guān)重要的作用。
研究[27]顯示:黑素干細(xì)胞特異性地表達(dá)多巴色素互變異構(gòu)酶、 配對盒基因3 (paired box 3,PAX3) 和性別決定區(qū)盒基因10 (SRY-box 10,SOX10) 等分子。通過表達(dá)小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(melanogenesis associated transcription factor,MITF) 上調(diào)B 細(xì)胞淋巴瘤因子-2 基因,黑素干細(xì)胞可以抵抗凋亡以維持其自我更新和再生能力[28]。角質(zhì)形成細(xì)胞可分泌高水平的TGF-β,在維持隆突區(qū)周圍的微環(huán)境中發(fā)揮免疫抑制作用,并通過下調(diào)MITF 的表達(dá)使黑素細(xì)胞干細(xì)胞保持靜止?fàn)顟B(tài)[29]。在毛發(fā)生長休止期,黑素干細(xì)胞呈靜止?fàn)顟B(tài);而在毛發(fā)生長初期,一部分黑素干細(xì)胞遷移到毛囊球部的毛發(fā)外根鞘,受Wnt/β - 連環(huán)蛋白(β -caterin) 信號(hào)通路的活化[30],激活下游骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP) 信號(hào)通路,繼而與Wnt 信號(hào)通路一同激活淋巴增強(qiáng)子結(jié)合因子1 (lymphoid enhancer-binding factor 1,LEF1) 調(diào)控的細(xì)胞增殖和MITF 調(diào)控的細(xì)胞分化,最后分化為成熟的黑素細(xì)胞[31]。此外,研究[25]顯示:內(nèi)皮素受體B 可以依賴Wnt 信號(hào)通路調(diào)節(jié)黑素干細(xì)胞的增殖和分化。而Notch 信號(hào)通路不僅可以使毛囊球部的黑素細(xì)胞重新聚集,同時(shí)也是黑素干細(xì)胞自我調(diào)節(jié)的必需因素[32]。上述信號(hào)分子互相交織,共同構(gòu)成復(fù)雜的影響黑素干細(xì)胞增殖、分化和自我調(diào)節(jié)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。盡管黑素干細(xì)胞的含量以及獲取的方法限制了其在臨床上的直接應(yīng)用,但對其機(jī)制的研究,可為白癜風(fēng)的復(fù)色提供更多的靶向分子。
臨床研究[33]顯示:除自體移植黑素細(xì)胞外,白癜風(fēng)皮損復(fù)色一方面依賴于皮損附近的黑素細(xì)胞的增殖與遷移,另一方面依賴于皮損周圍毛囊中存在的黑素干細(xì)胞的擴(kuò)增和遷移。毛囊周圍型復(fù)色是窄波紫外線光療(narrow bound ultra violet B light,NB-UVB) 治療后最常見的復(fù)色模式。因?yàn)镹B-UVB 刺激毛囊內(nèi)的黑素干細(xì)胞增殖和分化為成熟的黑素細(xì)胞并遷移到表皮而達(dá)到的復(fù)色效果[34]。而在無毛囊或少毛囊的部位,如唇部、手掌、前腕屈側(cè)部、足底和足踝,則出現(xiàn)一種非典型的中等斑點(diǎn)復(fù)色模式[35],即不以任何特定毛囊為中心而產(chǎn)生的較大色素斑。OKAMOTO 等[36]在人手掌皮膚汗腺周圍發(fā)現(xiàn)了黑素前體細(xì)胞的存在,因此推測可能是黑素干細(xì)胞從周圍正常皮膚的汗腺中遷移并分化而形成的復(fù)色。另外,在白斑部位尤其是無毛發(fā)區(qū)域進(jìn)行創(chuàng)傷性誘導(dǎo)治療,如微針、CO2激光、穿孔移植、磨皮術(shù)和激光治療等[27],上述方法除了可以增強(qiáng)經(jīng)皮給藥的療效外,還觸發(fā)了傷口愈合過程,激活皮損周圍或未受創(chuàng)傷影響的毛囊/汗腺中的黑素干細(xì)胞遷移分化至白斑處。近期研究[29]顯示:真皮成纖維細(xì)胞和微血管內(nèi)皮細(xì)胞的CXCL12 可在皮膚損傷時(shí)明顯上調(diào),并且通過募集CXCR4 或CXCR7 陽性的黑素細(xì)胞及黑素干細(xì)胞進(jìn)入損傷部位。
4.1 BMSCs1976 年FRIEDENSTEIN[37]首次從骨髓中分離出MSCs。后續(xù)研究人員從脂肪、心臟、 臍帶、 聲帶和胰島等不同組織中也分離出MSCs。因其獨(dú)特的低免疫原性、抗凋亡、促血管生成和免疫調(diào)節(jié)等功能[38],MSCs 已成為輔助移植、組織損傷修復(fù)和自身免疫性疾病等治療中最常用的干細(xì)胞。目前臨床應(yīng)用較多為BMSCs。
作為一種具有多分化潛能的干細(xì)胞,理論上BMSCs 可以分化為黑素細(xì)胞。MEI 等[39]用含氫化可的松、胰島素、轉(zhuǎn)鐵蛋白和成纖維細(xì)胞生長因子的條件培養(yǎng)基,經(jīng)120~180 d 的體外誘導(dǎo),將小鼠BMSCs 誘導(dǎo)分化成為黑素細(xì)胞。雖然誘導(dǎo)耗時(shí)比較長,但為培育自體來源的黑素細(xì)胞提供了一種可能的途徑。但目前尚無關(guān)于人BMSCs 誘導(dǎo)分化為黑素細(xì)胞的報(bào)道。人BMSCs 獲取的難度、體外誘導(dǎo)分化可能耗費(fèi)的成本以及其他可替代方法的存在均限制了該方向的深入研究。
除具備可分化為黑素細(xì)胞的潛能,MSCs 還具有調(diào)節(jié)白癜風(fēng)患者自身免疫的能力。BMSCs 可通過下調(diào)自然殺傷細(xì)胞2 族成員D (natural killer group 2 member D,NKG2D) 的 表 達(dá) 而 抑 制CD8+T 細(xì)胞的增殖,還可抑制CD8+T 淋巴細(xì)胞表達(dá)IL-2、IFN- γ 和顆粒酶b,從而阻止CD8+T 淋巴細(xì)胞對黑素細(xì)胞的殺傷。有報(bào)道[40]顯示:MSCs 能明顯抑制皮膚歸巢CD8+T 淋巴細(xì)胞分泌促炎性細(xì)胞因子(IL-1α、IL-12 和TNF-α)、免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子(TGF-β) 及Th 相關(guān)的細(xì)胞因子(IL-13 和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1),進(jìn)一步調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。另外,MSCs 還能通過促進(jìn)T 淋巴細(xì)胞凋亡來調(diào)節(jié)免疫。MSCs 分泌單核細(xì)胞趨化蛋白1 招募T 淋巴細(xì)胞,通過FAS 配體誘導(dǎo)T 細(xì)胞凋亡;活化的T 淋巴細(xì)胞分泌的IFN-γ 通過JAK-STAT1 通路誘導(dǎo)MSCs 產(chǎn)生更多的吲哚胺2,3-雙加氧酶,可大量降解T 淋巴細(xì)胞增殖所必需的色氨酸,促使T 細(xì)胞凋亡[41]。而凋亡的T 淋巴細(xì)胞會(huì)刺激巨噬細(xì)胞活化,使其分泌TGF-β 增多,從而增加調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞(egulatory T cells,Tregs) 和促進(jìn)免疫耐受,提示MSCs 治療具有一定的長時(shí)效性。
體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[42-43]揭示:MSCs 能夠抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),可能會(huì)下調(diào)白癜風(fēng)異常氧化應(yīng)激的水平。LANZA 等[42]對多發(fā)性硬化小鼠靜脈輸注BMSCs,使小鼠高表達(dá)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD) 和過氧化氫酶等抗氧化酶,降低小鼠體內(nèi)ROS 水平;輸注了人羊膜MSCs 的轉(zhuǎn)基因小鼠抗氧化酶的表達(dá)增高,而脂質(zhì)過氧化和氧化應(yīng)激水平降低。ZHANG 等[43]研究發(fā)現(xiàn): 用低濃度H2O2(50 μmol · L-1) 預(yù)處理兔BMSCs 后可增強(qiáng)其抗氧化應(yīng)激能力,出現(xiàn)SOD、過氧化氫酶(catalase,CAT)、 醌氧化還原酶1(nicotinamide quinone oxidreductase 1,NQO1) 和血紅素氧合酶1 (heme oxygenase-1,HO-1) 的表達(dá)水平升高,進(jìn)而增強(qiáng)其降低ROS 的能力,減輕ROS 對線粒體、DNA 和細(xì)胞膜的損傷,該結(jié)果為MSCs 能夠更好地發(fā)揮其抗氧化功能提供了新的處理手段。此外,MSCs 還可以刺激黑素細(xì)胞的增殖并抑制其凋亡。ZHU 等[44]發(fā)現(xiàn):白癜風(fēng)皮損中磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homologue,PTEN) 表達(dá)水平明顯高于正常皮膚,高表達(dá)的PTEN 會(huì)加劇氧化應(yīng)激反應(yīng),促進(jìn)黑素細(xì)胞凋亡。而MSCs 與人原代黑素細(xì)胞共培養(yǎng)可下調(diào)PTEN 表達(dá),激活下游磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B (phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B,PI3K/AKT) 信號(hào)通路來抵抗氧化應(yīng)激引發(fā)的黑素細(xì)胞的凋亡。同時(shí),MSCs 以PTEN 為靶點(diǎn)還能促進(jìn)黑素細(xì)胞的增殖。綜上所述,MSCs 可以減少T 淋巴細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,同時(shí)具有抑制氧化應(yīng)激的作用,可能在修復(fù)白癜風(fēng)患者的自身免疫中發(fā)揮重要作用,也可以明顯降低自體黑素細(xì)胞移植的潛在失敗風(fēng)險(xiǎn)。MSCs 還可以刺激黑素細(xì)胞的增殖并抑制其凋亡。提示MSCs 在白癜風(fēng)的治療中具有一定研究價(jià)值及應(yīng)用前景。
4.2 ADSCs2001 年,ZUK 等[45]從抽吸的脂肪組織中分離出一種新的成纖維細(xì)胞樣形態(tài)的成人MSCs,表 達(dá)CD13、 CD29、 CD44、 CD73、CD90、 CD105 和CD106 等基質(zhì)相關(guān)的標(biāo)記分子[17]。該細(xì)胞被命名為脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞,又稱為ADSCs。ADSCs 可以通過微創(chuàng)手術(shù)甚至是可以從抽脂或皮膚切除術(shù)后的醫(yī)療廢物中大量獲得,是一種廉價(jià)的和無限量的干細(xì)胞庫,并且其位于皮下,對于皮膚的損傷愈合、免疫調(diào)節(jié)和抗衰老等方面均起到至關(guān)重要的作用[46]。
ADSCs 具有很強(qiáng)的增殖和分化能力,且不受年齡影響[47]。已知ADSCs 可分化為骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞等,其分化方向主要受局部微環(huán)境影響。ZAVALA 等[48]僅用30 d 將ADSCs 在體外分化為黑素前體細(xì)胞,該細(xì)胞具有增殖并分化為成熟黑素細(xì)胞的功能,為白癜風(fēng)患者提供了一個(gè)快速的自體來源的細(xì)胞獲得途徑。
此外,與BMSCs 一樣,ADSCs 也具有抗氧化的功能。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)[49]顯示:ADSCs 可通過上調(diào)抗氧化反應(yīng)元件如HO-1 表達(dá)來抵抗紫外線導(dǎo)致的氧化應(yīng)激。EL-BADAWY 等[50]發(fā)現(xiàn): 與BMSCs 比較,ADSCs 針對缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡及氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞衰老可以表現(xiàn)出更高的抵抗力和耐受性,且其端粒酶活性更強(qiáng),促進(jìn)細(xì)胞分裂的能力也更強(qiáng)。
ADSCs 還能夠促進(jìn)黑素細(xì)胞的增殖與遷移。KIM 等[51]發(fā)現(xiàn):與單獨(dú)培養(yǎng)的黑素細(xì)胞比較,與ADSCs 共同培養(yǎng)的黑素細(xì)胞增殖速度及向表皮遷移的數(shù)量均明顯增加。SALEH 等[52]將ADSCs 與毛囊來源的黑素細(xì)胞共同培養(yǎng)后注射到穩(wěn)定期白癜風(fēng)患者皮損內(nèi),其復(fù)色率明顯優(yōu)于單獨(dú)培養(yǎng)組,且加入ADSCs 的濃度越高且疾病穩(wěn)定期時(shí)間越長的患者復(fù)色效果越好,表明臨床使用ADSCs 與黑素細(xì)胞對其他治療方法耐藥的穩(wěn)定型局限性白癜風(fēng)是有效和安全的,可以用于白癜風(fēng)自體黑素細(xì)胞移植的輔助治療。
另外,近年來由ADSCs 衍生的無細(xì)胞產(chǎn)物作為常規(guī)ADSCs 治療的替代方法受到了廣泛關(guān)注,包括ADSC 條件培養(yǎng)基(ADSC-CM)、 ADSC 外泌體(ADSC-Exo) 和脂肪組織提取物。研究[17,53]表明:ADSCs 主要是通過細(xì)胞接觸以及旁分泌細(xì)胞因子、ADSC-Exo 和其他活性物質(zhì)發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。ADSC-CM 含有ADSCs 分泌的活性物質(zhì),如細(xì)胞因子、細(xì)胞外小泡、細(xì)胞外小體、DNA 和RNA ,可 促 進(jìn) 組 織 修 復(fù) 和 調(diào) 節(jié) 免 疫[54]。ADSC-Exo 是攜帶生長因子、細(xì)胞因子、趨化因子、mRNA、非編碼RNA [包括微小RNA (micro RNA,miRNA) 及 長鏈非編碼RNA (long non-coding RNA,lncRNA)、DNA 和脂質(zhì)分子等不同生物活性分子的細(xì)胞外囊泡,可以穿透生理組織屏障,參與細(xì)胞間的物質(zhì)和信息交換[55]。ADSC-Exo 中存在大量的活性物質(zhì),具有保護(hù)和修復(fù)皮膚組織的特性,可以增加血管的生成,減少細(xì)胞凋亡,刺激細(xì)胞外基質(zhì)的重塑并加速組織的修復(fù)[56]。上述衍生產(chǎn)物在治療皮膚老化、傷口修復(fù)、疤痕修復(fù)和神經(jīng)再生等疾病方面具有巨大的治療潛力[57]。BELLEI 等[58]發(fā)現(xiàn):ADSC-Exo 可刺激白癜風(fēng)患者的黑素細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖,增加黑素細(xì)胞Wnt/ β -catenin 的表達(dá),使其增殖后黑素細(xì)胞的數(shù)量接近健康受試者皮膚組織中分離出的黑素細(xì)胞數(shù)量,為白癜風(fēng)治療提供了一種無細(xì)胞成分治療的新療法。根據(jù)以上研究結(jié)果可以推測,未來還可以將ADSC-Exo 與自體表皮細(xì)胞懸液移植相結(jié)合,作為治療白癜風(fēng)的輔助方法,以其內(nèi)含的生物活性因子來改善移植細(xì)胞的微環(huán)境,增加移植細(xì)胞存活。
5.1 牙髓干細(xì)胞(dental pulp stem cells,DPSCs)黑素細(xì)胞和牙髓細(xì)胞均來自于神經(jīng)嵴細(xì)胞群。DPSCs 容易獲取并且有望被應(yīng)用于白癜風(fēng)的治療。PAINO 等[59]首次證明了在無任何培養(yǎng)刺激條件下,DPSCs 自發(fā)分化為完全成熟的黑素細(xì)胞約需180 d,提示DPSCs 可作為黑素細(xì)胞相關(guān)疾病如白癜風(fēng)等細(xì)胞治療的候選細(xì)胞。
5.2 多系分化持續(xù)應(yīng)激細(xì)胞(multilineage differentiating stress enduring cells,Muse)脂肪組織和成纖維細(xì)胞中存在具有自我更新能力的Muse 細(xì)胞,能夠自發(fā)分化為黑素細(xì)胞[60]、角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等多個(gè)細(xì)胞譜系。與人胚胎干細(xì)胞(human embryonic stem cell,hESCs) 和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs) 比較,Muse 細(xì)胞表現(xiàn)出正常的核型和較低的端粒酶活性,并且植入聯(lián)合免疫缺陷小鼠體內(nèi)并不會(huì)發(fā)生腫瘤。YAMAUCHI 等[61]發(fā)現(xiàn):從人皮下組織中提取出的Muse 細(xì)胞經(jīng)6 周體外培養(yǎng)后,可以被誘導(dǎo)為黑素細(xì)胞,提示Muse 細(xì)胞可作為黑素細(xì)胞的來源之一,并有望用于白癜風(fēng)的移植治療。
5.3 hESCshESCs 來源于胚胎,能產(chǎn)生所有有助于胚胎組織形成的細(xì)胞和人體的所有細(xì)胞類型[15]。2006 年FANG 等[62]報(bào)道: 在體外使用Wnt3a、內(nèi)皮素3 和干細(xì)胞因子將hESCs 在4~6 周內(nèi)誘導(dǎo)分化為黑素細(xì)胞群。臨床研究[63]顯示:將干細(xì)胞直接注射到成人體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致其分化為多種細(xì)胞,存在易發(fā)生腫瘤的潛在風(fēng)險(xiǎn),因此迄今其應(yīng)用仍受到安全性和倫理問題的限制。
5.4 iPSCsGLEDHILL 等[64]發(fā)現(xiàn):人源iPSCs在體外可以分化為成纖維細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞和黑素細(xì)胞,為iPSCs 在皮膚科領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。iPSCs 結(jié)合了成人干細(xì)胞的優(yōu)勢和hESCs 的特性,具有較強(qiáng)的分化能力,目前的臨床實(shí)驗(yàn)尚未發(fā)現(xiàn)形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn),但對其治療的有效性驗(yàn)證、基因穩(wěn)定性的維持以及如何降低異體細(xì)胞的免疫原性[65],仍有待后續(xù)的進(jìn)一步研究。
5.5 毛囊干細(xì)胞(hair follicle stem cells,HFSCs)HFSCs 位于毛囊外根鞘隆突處,生長呈慢周期性,但具有較強(qiáng)的分化潛能和體外增殖能力。HFSCs 是角質(zhì)形成細(xì)胞的主要儲(chǔ)備細(xì)胞,可以分化為毛囊、皮脂腺和表皮,并且參與皮膚創(chuàng)面的愈合[66]。YASHIRO 等[67]研究證實(shí):來自小鼠和人的HFSCs 可以在體外分化為黑素細(xì)胞,但因其缺乏特異性標(biāo)志物,分離獲取也較困難,目前對于其研究多處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。
5.6 HSCs HSCs 是血液中的成體干細(xì)胞,具有分化為各種血細(xì)胞的能力。TOTANI 等[68]發(fā)現(xiàn):在接受HSC 治療的患者中,白癜風(fēng)發(fā)病率高于正常人群。GVHD 是HSCs 移植后常見的并發(fā)癥,是引發(fā)自身抗體和眾多自身免疫并發(fā)癥的原因。SANLI 等[69]提出:慢性GVHD 可能引發(fā)自身免疫反應(yīng),導(dǎo)致黑素細(xì)胞破壞。黑素細(xì)胞特異性抗體的存在以及HSC 移植后與GVHD 的關(guān)聯(lián)作用進(jìn)一步支持了白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中的自身免疫假說。
白癜風(fēng)給患者的心理、精神和生活帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。現(xiàn)有的白癜風(fēng)療法具有局限性,對缺少毛囊的肢端部位及復(fù)發(fā)型白癜風(fēng)效果差。自體表皮移植或黑素細(xì)胞移植可以快速地補(bǔ)充缺失黑素細(xì)胞,但自體移植方法無法滿足大面積皮損患者的需要。而干細(xì)胞療法為白癜風(fēng)的治療提供了一種新思路,是一種安全和有前景的替代方法。原位激活毛囊及汗腺內(nèi)的黑素干細(xì)胞使其增殖和分化并促進(jìn)其遷移,是最直接有效的治療策略,但對于無毛發(fā)或少毛發(fā)區(qū)的皮損仍然效果不佳。因而對調(diào)節(jié)黑素干細(xì)胞增殖、分化和遷移的因素和機(jī)制的深入研究,可更好地為白癜風(fēng)復(fù)色提供新的治療靶點(diǎn)。MSCs 具有低免疫原性、免疫抑制、抑制氧化應(yīng)激、促進(jìn)黑素細(xì)胞增殖和抵抗凋亡等功能,可作為白癜風(fēng)輔助治療的備選細(xì)胞。獲取BMSCs 是一個(gè)復(fù)雜的過程,因其產(chǎn)量低且造價(jià)高,尚未廣泛應(yīng)用于臨床。與BMSCs 比較,ADSCs 在人體中更容易獲取,可以有效且安全地用于白癜風(fēng)黑素細(xì)胞自體移植的輔助治療。由各種干細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化來的黑素細(xì)胞,受目前分離純化干細(xì)胞的手段和體外誘導(dǎo)分化為黑素細(xì)胞方法的局限,造價(jià)偏高,誘導(dǎo)時(shí)間較長,因此干細(xì)胞在白癜風(fēng)臨床治療能否廣泛應(yīng)用,仍有賴于簡化干細(xì)胞分離純化方法、縮短體外誘導(dǎo)分化時(shí)間、提高誘導(dǎo)分化黑素細(xì)胞的產(chǎn)量并降低成本。另外,對于ADSCs 衍生的無細(xì)胞產(chǎn)物,因其更便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,完全無免疫原性,且無致瘤風(fēng)險(xiǎn),相對于直接應(yīng)用干細(xì)胞進(jìn)行治療而言,更易于在臨床治療中推廣應(yīng)用,在白癜風(fēng)輔助臨床治療方面具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑS捎诎遵帮L(fēng)發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性,單一可能療法不能有效控制病情并促進(jìn)復(fù)色。隨著干細(xì)胞研究的進(jìn)一步深入,其有望為白癜風(fēng)的臨床治療提供新的思路并研發(fā)出新的聯(lián)合治療手段。
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2022年1期