[发明专利]一种用于表皮损伤修复的改良式脂肪干细胞

说明书

技术领域

本发明属于细胞和基因工程的技术领域。具体的说，本发明涉及一种利用基因工程技术改造脂肪干细胞，影响其分化方向，并且这种改造后的改良式脂肪干细胞应用于表皮损伤修复中应用的技术领域。

背景技术

皮肤是人体或动物体最大的器官，覆盖全身，使体内各种组织和器官免受物理性、机械性、化学性和病原微生物性的侵袭，具有重要的生理功能。由于炎症、溃疡、烧伤等因素造成的皮肤损伤，严重的可危及生命。临床治疗方式有自体皮肤移植、异体皮肤移植以及异种皮肤移植。通过皮肤移植可以挽救病生命、并有助于创面愈合。表皮干细胞(ESC) 等干细胞移植治疗，在正常情况下，保证了皮肤的微环境和毛发生长，在组织损伤后参与其修复，同时其也是潜在的多能干细胞，完全可以利用其构建出具有完整表皮、真皮、皮肤附属器的功能健全的人工皮肤，实现创面由暂时性解剖修复向功能永久性修复的转变；当烧伤面积超过50％时，由于自体皮肤来源有限，因此在大多数情况下无法应用自体皮肤移植，而且自体皮肤移植给患者造成新的创伤，治疗费用巨大。尽管异体皮肤移植和异种皮肤移植可以克服以上问题，充当临时的伤面覆盖物，但是伴随移植会产生排斥反应和可能的一些移植疾病。

脂肪干细胞(Adipose-derived stem cells，ADSCs) 是一种具有多向分化潜能的干细胞，ADSCs 在体外稳定增殖且衰亡率低，在体内体外具有多向分化潜能，不同的诱导因子作用下可以向脂肪细胞、软骨细胞、肌细胞、成骨细胞、神经细胞、神经胶质细胞及胰岛细胞分化，而且可以分泌多种促血管生成因子和抗凋亡因子。

大面积深度烧伤以及慢性难愈性创面修复一直是临床治疗的难点。随着干细胞研究的开展和深入，体内外实验证明位于皮下脂肪组织内的脂肪干细胞（Adipose-derived stem cells，ADSCs）可以有效促进皮肤创面愈合。脂肪源性干细胞是一类与骨髓源性干细胞相类似的成体干细胞，具有多向分化潜能；同时脂肪源性干细胞具有少量组织可获取大量干细胞及取材方便等优点。而在细胞移植前，将目的基因转染干细胞，可增强细胞治疗的效果，因此细胞治疗与基因技术结合具有良好的应用前景。

目前，在整形外科和烧伤外科的手术中，皮肤组织缺损的修复是常见问题。如烧伤、外伤或体表肿物切除等原因造成皮肤缺损，均需考虑患处皮肤组织的恢复问题。大面积的轻度烧伤或小面积的皮肤全层缺损，可以通过残存皮肤附件的细胞再生或临近皮肤的上皮细胞迁移而愈合；而深度烧伤创面或大面积的皮肤全层缺损，则需要采用自体皮肤移植或人工组织工程化皮肤进行修复。临床常用的修复方法存在着许多缺点，如造成供区的损伤、大面积烧伤患者缺乏足够的自体皮肤；而异体皮移植存在免疫排斥反应，且目前应用于临床的皮肤组织工程产品仍存在一定的免疫排斥反应、治疗效果欠佳等问题。因此如何能够快速覆盖并修复创面，是临床上急需且具有重要的研究价值和治疗前景的方向。

Ramos等证实,将分选纯化后的脂肪干细胞植入裸鼠体内,可显著促进创面愈合,且具有表皮细胞再生的能力（Ramos TV,Wang T,Maki CB,et al．Adipose stem cell side population in the mouse. J Tissue Eng Regen Med . 2009）。有国内研究证明，转表皮生长因子基因的脂肪干细胞在体内成活并继续分化为表皮细胞,同时通过自分泌的途径协同促进创面的修复（王先成. EGF基因转染人脂肪干细胞体外诱导表皮细胞修复创面的实验研究[D].中国协和医科大学,2006.）。Koster认为, p63基因是上皮感应复层化指令的分子开关, 它在决定体表外胚层向表皮细胞系分化步骤中起至关重要的作用（Koster MI, Kim S, Mills AA, et a l. p63 is themolecu larsw itch forin it iation of an epithelia lstrat if ication program [ J ] . Genes Dev,2004, 18( 2 ) : 126-131.）。因此，根据以上研究，可以认为选取合适的刺激环境，能够有效调控脂肪干细胞分化的程度和方向，提高皮肤修复的质量。

随着干细胞治疗技术在临床上的逐渐应用，越来越多的技术投向干细胞治疗大面积皮肤缺损的修复。体内动物实验已表明， 脂肪干细胞可成功的向成表皮细胞。如能实现脂肪干细胞的体外迅速扩增，那将为组织工程学研究注入新的生命力。