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干细胞治疗促血管形成修复脊髓损伤的作用研究进展

期刊:中华创伤杂志DOI:10.3760/cma.j.cn501098⁃20240301⁃00171

这篇文档属于类型b,即一篇综述文章。以下是针对该文档的学术报告:

作者及机构:本文的主要作者包括赵玉麟、王恒、卢洋、陈诚和陈晓庆,他们来自南通大学附属医院脊柱外科和南通大学医学院。文章发表于《中华创伤杂志》2024年8月第40卷第8期。

主题:本文综述了干细胞治疗在促进血管形成修复脊髓损伤中的作用研究进展。脊髓损伤是严重的神经系统疾病之一,血管形成在脊髓损伤修复中起着关键作用。然而,脊髓损伤后血管的自我修复能力有限,常需外部干预。干细胞治疗因其多向分化能力和旁分泌功能,成为促进脊髓损伤后血管修复的重要策略。

主要观点1:干细胞促进血管形成的途径
干细胞主要通过三种途径促进脊髓损伤后的血管形成:旁分泌细胞因子、外泌体(EVs)以及分化为内皮细胞。
- 旁分泌细胞因子:干细胞通过分泌血小板衍生生长因子(PDGF)、血管生成素-1(Ang-1)、血管内皮生长因子(VEGF)等细胞因子,减少脊髓损伤处的抑制环境,促进血管形成。VEGF在促进血管内皮细胞分裂和迁移、抑制内皮细胞凋亡方面具有高度特异性,是血管修复的关键因子。
- 外泌体(EVs):EVs是干细胞旁分泌的细胞外囊泡,直径约为40-100 nm,能够转移DNA、mRNA、miRNA、蛋白质和脂质等生物活性分子,介导细胞间通讯。EVs具有免疫原性低、易于提取和筛选、能够通过血脑屏障等优点,被认为是干细胞发挥作用的主体。
- 干细胞分化为内皮细胞:干细胞具有多向分化能力,能够分化为内皮细胞,直接参与血管形成。例如,骨髓间充质干细胞(BMSC)和脂肪间充质干细胞(ADSC)均已被证明具有分化为内皮细胞的能力。

主要观点2:干细胞治疗促进脊髓损伤后血管形成的作用
单纯使用干细胞或通过预处理增强干细胞功能,均能有效促进脊髓损伤后的血管形成。
- 单纯干细胞治疗:神经干细胞(NSC)、间充质干细胞(MSC)和人脐带血干细胞(HUCBC)等不同来源的干细胞均显示出促进血管形成的能力。例如,中枢NSC能够显著改善缺血环境,外周NSC则通过表达血管形成因子编码基因促进血管修复。
- 预处理增强干细胞功能:预处理包括细胞因子刺激、基因修饰和预处理成干细胞球等方法。例如,通过基因修饰过表达VEGF的干细胞能够显著增强血管形成能力。预处理成干细胞球则通过增加细胞间的相互作用,提高干细胞的存活和分化能力。
- 干细胞旁分泌EVs的治疗潜力:干细胞旁分泌的EVs能够负载促血管形成因子,通过尾静脉注射等方式递送至损伤部位,发挥促血管形成作用。预处理干细胞旁分泌的EVs,如缺氧预处理后分泌的EVs,能够显著增强其促血管形成功能。

主要观点3:干细胞联合材料在促进血管形成中的应用
干细胞联合组织工程材料能够提高干细胞的治疗效果,促进脊髓损伤后的血管形成。
- 水凝胶支架:水凝胶支架能够改善脊髓损伤后的微环境,为干细胞提供支撑。例如,低聚聚乙二醇富马酸酯(OPF+)水凝胶联合MSC能够显著促进血管形成。
- 生物活性支架:生物活性支架能够为干细胞生长提供支持和调节作用,促进血管形成。例如,三维明胶海绵支架联合BMSC能够增强VEGF的分泌能力,促进血管再生。
- 预血管化支架:预血管化支架通过结合干细胞和血管内皮细胞,直接促进血管形成。例如,NSC和内皮祖细胞(EPC)联合仿生水凝胶支架能够有效恢复脊髓损伤后的血运。
- 纳米微粒:纳米微粒能够递送生长因子和神经营养因子,增强干细胞的促血管形成作用。例如,包载VEGF的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米颗粒(PLGA NPs)联合BMSC能够有效促进血管形成。

主要观点4:干细胞旁分泌EVs的递送策略
干细胞旁分泌的EVs通过与材料结合,能够提高其递送效率,增强促血管形成作用。
- 细胞膜纳米微粒:利用巨噬细胞膜包裹EVs制备的纳米微粒具有靶向性,能够更有效地促进脊髓损伤修复。
- 组织工程支架:EVs能够与水凝胶、生物活性支架等材料结合,实现持续递送。例如,人胚胎干细胞来源间充质干细胞(hESCMSC)联合水凝胶制备的多孔微针贴片能够持续释放EVs,促进血管形成。

意义与价值:本文系统综述了干细胞治疗在促进脊髓损伤后血管形成中的作用及其机制,为相关基础研究和临床治疗提供了重要参考。干细胞的多向分化能力和旁分泌功能为脊髓损伤修复提供了新的治疗策略,尤其是干细胞旁分泌的EVs和联合组织工程材料的应用,显示出广阔的应用前景。本文的综述不仅总结了现有研究成果,还为未来研究指明了方向,如提高干细胞定向分化的精准度、延长干细胞在体内的存活时间以及提升EVs的提取效率等。

亮点:本文的亮点在于全面梳理了干细胞促进血管形成的多种途径及其在脊髓损伤修复中的应用,尤其是对干细胞旁分泌EVs和联合材料治疗的深入探讨。这些内容为干细胞治疗的优化和临床应用提供了重要理论支持。

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