干细胞在美容行业中的应用现状及展望
1 干细胞概述
作为一种未分化细胞, 干细胞凭借其多分化潜能及高度自美高梅官网网址复制功能可以在一定的条件下分化成不同的功能细胞, 继而形成各种组织细胞及机体。在干细胞不断分化、发育成机体各种组织器官的过程中, 干细胞会丧失其原本具有的全能型, 成为具有特定功能的专能干细胞。且在某些特定条件时, 如经不同转录因子引导, 干细胞会向不同方向分化, 这就是其可塑性。
因其可塑性, 干细胞在临床医学上有着重要的价值、广阔的发展前景和巨大的发展潜力[1-2]。至今, 干细胞治疗各种遗传疾病、外伤和病理损伤、组织缺陷性和免疫缺陷性疾病等方面均有重要的研究成果, 几乎涉及了所有的医学范畴。诱导分化干细胞成为不同种类的细胞、组织甚至器官, 使其成为供体移植来源；将干细胞经细胞工程得到特异性细胞, 作为基因疗法的靶细胞等方向，是近年来医学和生物学的研究热点。目前, 对于干细胞领域的研究, 国内外科学家们有着不同的方向[3]。
2 干细胞分类及生物学特性
根据各种干细胞的分化潜能不同, 动物干细胞通常被分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞能分化成人体的各种细胞, 从而形成各种组织和器官, 最终发肓成为一个完整的生物体, 例如受精卵和其分裂产生的子细胞。多能干细胞虽然有能够分化成多种组织的潜能, 但已经失去了发肓成完整个体的能力, 例如间充质干细胞。由多能干细胞分化而成的专能干细胞, 只能向一种类型的细胞分化, 如肝脏干细胞等[4]。目前研究的动物干细胞有骨髓间充质干细胞、脐血干细胞、脂肪干细胞、生殖干细胞和胚胎干细胞。其中骨髓间充质干细胞可促进血管的生成和VEGF、SDF-1及蛋白激酶B的表达, 能对组织进行修复及再生。脐血间质干细胞可以修复部分脾细胞的损伤, 可促进脾脏细胞修复及再生。脂肪干细胞分化能力强, 疗效持久, 可有效增强机体清除自由基的能力, 提高抗氧化的能力, 提高机体免疫能力, 延缓人体的衰老。胚胎干细胞有抗衰老作用, 可以产生一种在MAPK路径中作为抗衰老信号的可溶性蛋白物质[5]。因此胚胎干细胞可改善一些由于衰老而引起的失眠、面部出现皱纹、器官功能衰退等症状。但由于在伦理学上的分歧, 胚胎干细胞应用于临床的计划并没有得到所有人的支持。
干细胞内的一些结构蛋白和多肽因子可调控干细胞的自美高梅官网网址复制, 转录因子则对干细胞的分化调节有着重要影响, 端粒体长度则对干细胞增殖与分化皆有影响。除了以上的内源性调控, 周围组织细胞和细胞外机制等外源性因素都会影响干细胞的分化。
3 干细胞在美容行业中的应用研究
3.1 在抗衰老中的应用
随着时间的推移, 生物机体内部不断生长代谢, 衰老也随之发生。遗传因素、环境因素、行为因素等都影响着机体的衰老[6]。衰老既是一种自发的必然的过程, 又是一种自然规律。但是, 美高梅官网网址可以采取措施有效地延缓衰老。例如：使用抗衰老的护肤品、食用延缓衰老的食物、服用延缓衰老的药物, 以及适量的运动等。在科学技术高度发达的今天, 采用干细胞抗衰老疗法, 不仅可以使皮肤富有弹性和光泽, 还能修复损伤组织, 由内而外地延缓衰老。与传统保守方法不同, 干细胞疗法可显著延缓衰老。
干细胞抗衰疗法有效的原因, 正是干细胞具有迅速增殖和不断分化的能力, 以及能够分泌生长因子的特点。干细胞可以提升衰老机体的自美高梅官网网址再生、修复能力, 从而可以在一定程度上延缓衰老[7]。
一方面, 干细胞进入到人体内后, 能够不断增殖。随着细胞数量的不断增长, 细胞分化的不断进行, 新生的细胞代替受损的细胞, 同时激活体内休眠的细胞, 逐渐恢复其相应的功能。另一方面, 干细胞可以分泌一些生物活性物质和特殊蛋白成分, 如VEGF、IGF等生长因子, 促进损伤细胞的恢复, 预防细胞进一步衰老。同时, 干细胞自分泌特殊的成分也被认为是维持干细胞微环境的必要成分[7]。
3.2 在皮肤美白中的应用
皮肤色素的分布与含量决定了皮肤的颜色, 其中黑色素是最主要的决定因素[8]。影响皮肤美白的因素主要有酪氨酸酶活性、氧自由基量、色素沉积以及细胞再生能力等。
皮肤中黑色素是由在表皮基底层的黑素细胞产生的。当黑素细胞受到了外界条件刺激时, 黑素细胞分泌的酪氨酸在酪氨酸酶和氧化的作用下, 经过一系列复杂的生理生化过程, 最终生成吲哚聚合物(黑色素)。在细胞代谢的作用下, 黑色素颗粒被转运至肌肤表层, 使皮肤颜色加深。
酪氨酸是黑素细胞产生黑色素的主要原料, 在酪氨酸转变为黑素过程中, 酪氨酸酶是主要限速酶。相关研究表明, 干细胞分泌的生长因子能够抑制酪氨酸酶的生长活性, 从而降低酪氨酸酶相关蛋白的表达, 最终抑制黑色素的合成, 起到美白皮肤的作用[9]。Chang[9]等将ADSCs生理氯化钠液注射到小鼠耳背部皮下, 经光照射, 作为实验组。经过处理后, 在组织切片中可观察到实验组比对照组皮肤黑色素含量更低, 黑素细胞数量更少, 黑色素合成沉着减少, 从而验证了干细胞分泌的生长因子可使皮肤变白。
3.3 在面部整形美容中的应用3.3.1 在面部除皱上的应用
健康的皮肤光滑而富有弹性, 新陈代谢功能旺盛, 这也是很多女性梦寐以求的。但由于年龄逐渐增加, 在自然老化和光老化作用下, 皮肤中成纤维细胞的合成能力逐渐下降, 胶原蛋白含量降低, 引起皮肤老化。当胶原蛋白含量降低时, 会引起胶原纤维交联固化, 失去弹性, 同时出现皱纹、皮肤松弛等老化现象[10]。因此, 在除皱过程中, 提升纤维细胞合成速度和数量, 是治疗皮肤皱纹的关键。
有关实验发现, 经过自体培养植入体内的干细胞会分泌一些细胞因子，可以促进成纤维细胞增殖和迁移, 并促进胶原纤维的合成, 降低基质金属蛋白酶的含量, 从而增加真皮胶原含量[11]。干细胞是再造和恢复美丽容颜的根本细胞, 它能使松弛下坠的皮肤收紧, 恢复弹性, 减少皱纹。
3.3.2 在皮肤创伤愈合上的应用
皮肤是人体最大的器官, 覆盖在人体的表面, 属于机体免疫的第一道防线。意外事故导致皮肤大面积缺损, 会引起严重的疾病, 甚至危及生命。在临床治疗中, 需要快速增殖新生细胞, 使皮肤伤口尽快愈合。
干细胞是具有很强自美高梅官网网址更新和体外增殖能力的未分化细胞。相关动物体内实验证实, 干细胞可以分泌大量的生长因子, 这些生长因子一方面能够促进多种重要细胞迁移至受损区域, 加快受损部位的修复；另一方面, 生长因子可促进关键组织细胞的再生[12], 能够明显缩小伤口面积, 加速表皮再生, 也可改善由放射性损伤导致的皮肤萎缩[13]。此外, 干细胞在术后伤口愈合方面也有巨大应用潜力。
3.3.3 在烧创面修复上的应用
目前的烧伤治疗主要有自体移植、异体移植和异种移植三种方法, 但这三种方法都存在缺陷。自体移植是烧伤治疗中的最佳方法, 但在临床应用上并不广泛。而异体移植和异种移植不但融入组织能力低, 甚至还有产生疾病传播的风险。而间充质干细胞免疫原性低、存在多向分化潜能、来源广泛, 因此在临床上得到广泛使用和研究。
干细胞在烧伤创面上的作用主要有以下几方面。首先, 干细胞凭借其多向分化潜能, 分化为成纤维细胞、角质形成细胞等各种细胞; 其次, 干细胞分泌的生长因子可促进受损表皮的修复, 促进受损组织及新血管的形成; 最后, 干细胞能够改善烧伤创面的局部微环境, 进而促进创面修复愈合。
3.4 在脱发治疗中的应用
脱发有诸多原因，衰老、内分泌失调、精神压力过大等皆会导致大量毛囊异常, 进而使头发脱落。研究表明, 干细胞分泌的PDGF、KGF、VEGF等生长因子具有促进毛发生长的作用[14]。动物实验证实, 皮内注射干细胞或是皮肤外涂抹干细胞培养液, 可刺激毛囊生长。干细胞的生长因子起到了调节毛发生长周期的作用, 能够使更多毛囊进入生长期, 从而促进毛发的再生长。相关临床试验研究表明, 对22例脱发患者进行头皮注射干细胞培养液, 被治疗患者头发的数量和密度均有显著提高[15]。
4 干细胞研究前景展望
干细胞因取材简便、对组织损伤小、体内储备量大, 同时能够在体外稳定增殖等诸多优点, 成为多个领域的研究热点。干细胞拥有强大的修复能力和增殖分化能力, 一定会在抗衰老和皮肤修复中得到充分利用。但是, 改善修复的机理还没有得到验证, 对其旁分泌的生长因子还没有明确分辨清楚。因此, 需要在不改变其干细胞特性的前提下, 不断探索反应机理, 明确改善修复的渠道。更需要实现干细胞快速、大规模的扩增, 为其基础和临床研究提供充足的细胞来源。
参考文献
[1] 郭耀. 干细胞研究概述[J]. 甘肃高师学报, 2009, 14(2): 59-61. DOI:10.3969/j.issn.1008-9020.2009.02.023
[2] 樊晓丽. 干细胞研究进展[J]. 中国城乡企业卫生, 2007(1): 41-44. DOI:10.3969/j.issn.1003-5052.2007.01.025
[3] 李京. 干细胞研究进展[J]. 科学家, 2016, 4(8): 6-39. DOI:10.3969/j.issn.1673-9671.2016.08.010
[4] 王贤, 张培华. 脂肪干细胞的研究及应用进展[J]. 海南医学, 2016, 27(6): 965-967. DOI:10.3969/j.issn.1003-6350.2016.06.037
[5] 游云, 蒋超, 黄璐琦. 试析植物干细胞与动物干细胞的异同[J]. 中国中药杂志, 2014, 39(2): 343-345.
[6] 来吉祥, 何聪芬, 董银卯. 皮肤衰老机理及延缓衰老化妆品的研究进展[J]. 中国美容医学, 2009, 18(8): 1208-1212. DOI:10.3969/j.issn.1008-6455.2009.08.075
[7] 于艳秋. 干细胞抗衰老研究现状[J]. 老年医学与保健, 2012, 18(6): 333-336. DOI:10.3969/j.issn.1008-8296.2012-06-04
[8] 余文林, 程飚, 刘宏伟, 等. 草药与皮肤美白——草药在医学美容方面的应用及未来发展系列讲座二[J]. 中国美容医学, 2008, 17(2): 284-287. DOI:10.3969/j.issn.1008-6455.2008.02.053
[9] CHANG H, PARK J H, MIN K H, et al. Whitening effects of adipose-derived stem cells:a preliminary in vivo study[J]. Aesthetic Plastic Surgery, 2014, 38(1): 230-233. DOI:10.1007/s00266-013-0116-2
[10] 祝霞, 李远宏, 吴严, 等. 类人胶原蛋白治疗眼周皮肤皱纹的临床观察[J]. 中国美容医学, 2010, 19(3): 361-363. DOI:10.3969/j.issn.1008-6455.2010.03.024
[11] YANG J A, CHUNG H M, WON C H, et al. Potential application of adipose-derived stem cells and their secretory factors to skin:discussion from both clinical and industrial viewpoints[J]. Expert Opinion on Biological Therapy, 2010, 10(4): 495-503. DOI:10.1517/14712591003610598
[12] 刘美辰, 刘霞, 肖苒, 等. 脂肪间充质干细胞治疗皮肤老化的研究进展[J]. 组织工程与重建外科杂志, 2014(4): 236-239. DOI:10.3969/j.issn.1673-0364.2014.04.018
[13] RIGOTTI G, MARCHI A, GALIE M, et al. Clinical treatment of radiotherapy tissue damage by lipoaspirate transplant:a healing process mediated by adipose-derived adult stem cells[J]. Plast Reconstructive Surgery, 2007, 119(5): 1409-1422. DOI:10.1097/01.prs.0000256047.47909.71
[14] LIMAT A, HUNZIKER T, WAELTI E R, et al. Soluble factors from human hair papilla cells and dermal fibroblasts dramatically increase the clonal growth of outer root sheath cells[J]. Archives Dermatological Research, 1993, 285(4): 205-210. DOI:10.1007/BF00372010
[15] FUKUOKA H, SUGA H. Hair regeneration treatment using adipose-derived stem cell conditioned medium:follow-up with trichograms[J]. Eplasty, 2015(1): 15.
