張少梅，歐忠輝，鄒敬才，于開濤，李齊宏，葛 成 綜述;徐小方 審校

(1.遵義醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院口腔內(nèi)科，貴州遵義 563003;2.解放軍第三〇七醫(yī)院口腔科，北京 100071)

干細(xì)胞修復(fù)放射性唾液腺損傷的研究進(jìn)展

張少梅1，2，歐忠輝1，鄒敬才2，于開濤2，李齊宏2，葛 成2綜述;徐小方2審校

(1.遵義醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院口腔內(nèi)科，貴州遵義 563003;2.解放軍第三〇七醫(yī)院口腔科，北京 100071)

放射性口干癥是頭頸部腫瘤患者接受放療后的常見并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量。絕大部分患者出現(xiàn)不可逆性唾液腺損失，目前尚無有效療法。近年來，隨著組織工程與干細(xì)胞領(lǐng)域的研究進(jìn)展，干細(xì)胞治療為放射性口干癥提供了新的策略。本文就干細(xì)胞修復(fù)放射性唾液腺損傷的研究進(jìn)展做一綜述。

干細(xì)胞;放射性口干癥

［Chinese Journal of Conservativedentistry，2015，25(6):384］

放射性口干癥(radiation-induced xerostomia)是指接受放療的頭頸部腫瘤患者因其唾液腺受到照射后發(fā)生不可逆性損傷而導(dǎo)致的唾液分泌量減少，可引起溝紋舌、猛性齲、進(jìn)食困難、胃腸疾病、口腔黏膜疾病并發(fā)癥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年約有50萬患者診斷為頭頸部腫瘤并接受放射治療，因放射治療所導(dǎo)致的唾液分泌功能障礙嚴(yán)重影響了患者的生活、生存質(zhì)量［1］。由于涎腺組織是一種高度分化的組織，且對(duì)放射線高度敏感，頭頸部常規(guī)劑量的放療即可導(dǎo)致腺體組織的不可逆性損傷［2］。目前對(duì)放射性口干癥的患者主要采用人工唾液替代療法［3］。近年來隨著干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為涎腺組織損傷的修復(fù)提供了新的可能［4］，本文就干細(xì)胞治療放射性唾液腺損傷的研究進(jìn)展作一綜述。

1 涎腺組織來源細(xì)胞

放射性口干癥主要是因?yàn)橄袤w組織受到放射性照射后腺泡細(xì)胞萎縮、腺泡死亡、唾液流量減少所造成的。因此在研究的初期，學(xué)者們首先考慮采用涎腺組織來源的細(xì)胞進(jìn)行再生方面的研究。

1.1 頜下腺永生化細(xì)胞系

腺泡細(xì)胞為極性細(xì)胞，不便于培養(yǎng)與傳代，Quissel等［5-6］采用質(zhì)粒轉(zhuǎn)染法將SV40病毒導(dǎo)入大鼠頜下腺組織細(xì)胞中建立了兩株永生化細(xì)胞系。該細(xì)胞能成功克隆出肌上皮細(xì)胞、導(dǎo)管細(xì)胞、鱗狀上皮細(xì)胞和腺泡上皮細(xì)胞株，并具有較強(qiáng)的傳代增殖活性，但由于“永生化”是惡性腫瘤細(xì)胞的特性，這使得學(xué)者們不得不質(zhì)疑永生化細(xì)胞系的安全性。Aframian等［7］為了解決這個(gè)問題，應(yīng)用復(fù)制缺陷重組逆轉(zhuǎn)錄腺病毒載體轉(zhuǎn)染腺泡細(xì)胞，使其表達(dá)單純皰疹病毒胸苷激酶自殺基因，從而提高了永生化細(xì)胞的生物安全性。有研究表明，永生化的細(xì)胞在體外不能合成緊密連接相關(guān)的重要蛋白ZO-1、occludin、claudin-1和claudin-2，因此也不能形成液體分泌所必需的滲透壓［8］，以及細(xì)胞間的緊密連接，所以不能形成極性單層組織，而這種極性單層組織則是人造涎腺器官所必須的。

1.2 涎腺上皮細(xì)胞

涎腺上皮細(xì)胞(Salivarygland epithelial cells)也是學(xué)者們探索的另一個(gè)途徑。由于體外培養(yǎng)的涎腺上皮細(xì)胞在傳代和增殖性方面均較差，不能長(zhǎng)期保持細(xì)胞的生物活性。有研究者開始探索通過在培養(yǎng)基中添加有利于上皮生長(zhǎng)和分化的因子等方法來進(jìn)行涎腺上皮細(xì)胞的體外培養(yǎng)。Miho等［9］發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)體系中加入異亮氨酸、色氨酸等必需氨基酸能增強(qiáng)小鼠頜下腺細(xì)胞染色體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并促進(jìn)細(xì)胞的傳代生長(zhǎng)。Sabatini等［10］在成纖維細(xì)胞滋養(yǎng)層上接種猴的涎腺上皮細(xì)胞，經(jīng)過5次傳代培養(yǎng)仍能檢測(cè)到淀粉酶活性，表明該方法培養(yǎng)的涎腺上皮細(xì)胞雖經(jīng)5次傳代仍能保持其生物活性。雖然學(xué)者們?yōu)橄严偕掀ぜ?xì)胞的長(zhǎng)期傳代做出了巨大的努力，但因其為高度分化的組織，體外培養(yǎng)增殖受限，很難在臨床上推廣應(yīng)用。

1.3 涎腺干細(xì)胞(Salivarygland stem cells)

隨著干細(xì)胞研究的迅速發(fā)展及多種干細(xì)胞的分離和鑒定，越來越多的研究者開始關(guān)注涎腺腺泡中是否也存在干細(xì)胞。Sugito等［11］(2004)首次從大鼠頜下腺中分離出了涎腺祖細(xì)胞，并將之進(jìn)行萎縮腺泡的原位注射和示蹤，結(jié)果顯示:注射4周后PKH26標(biāo)記的涎腺上皮細(xì)胞存在于萎縮的腺泡中，且大部分分布于腺泡和導(dǎo)管部位，而正常的涎腺腺泡中未發(fā)現(xiàn)涎腺上皮細(xì)胞。Kishi等［12］采用單克隆實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)的小鼠頜下腺細(xì)胞進(jìn)行了分離培養(yǎng)，并證實(shí)了幼鼠和成年鼠的頜下腺細(xì)胞中均存在涎腺干細(xì)胞或前體細(xì)胞。Lombaert等［1］也發(fā)現(xiàn)小鼠頜下腺細(xì)胞中存在干細(xì)胞，并初步證實(shí)干細(xì)胞處于腺泡組織內(nèi)的導(dǎo)管部位;將該細(xì)胞擴(kuò)增后移植到小鼠受損的涎腺組織中，可使涎腺的分泌功能有所 恢 復(fù)。Nanduri 等［13］、Lombaert 等［14］、Pringle等［15］也從小鼠的頜下腺細(xì)胞中成功分離出并陽性表達(dá)的c-Kit、CD133、CD49f和 CD24干細(xì)胞;將該類細(xì)胞注射于小鼠被放射性損傷的頜下腺局部后，能部分改善其頜下腺的功能。

Feng等［16］應(yīng)用人涎腺良性腫瘤切除后的剩余組織細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)所培養(yǎng)的細(xì)胞與上述培養(yǎng)的小鼠涎腺組織來源的細(xì)胞非常相似，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)這種球狀細(xì)胞c-Kit+表達(dá)陽性，在體外具有自我更新的潛能，說明其具有干細(xì)胞的特點(diǎn)。以上結(jié)果提示，人的涎腺組織可能會(huì)有干細(xì)胞，而這種干細(xì)胞可能會(huì)有再生的潛能。

雖然涎腺干細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室階段對(duì)受損的涎腺有一定的修復(fù)作用，但頭頸部腫瘤患者多為中老年人，其腺體已趨于萎縮，并且增殖能力也大大降低，加上經(jīng)歷頭頸部放射治療后，很難獲得足夠的自體來源的腺泡干細(xì)胞樣種子細(xì)胞。所以涎腺組織再生研究的重要課題仍是尋找合適的種子細(xì)胞。

2 胚胎干細(xì)胞

胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells，ESCs)因其具有多向分化的潛能，理論上應(yīng)該能分化為腺泡細(xì)胞，但由于其成瘤性和倫理學(xué)的爭(zhēng)議等問題還有待解決，所以在組織工程方面的應(yīng)用受到了限制。

3 骨髓來源干細(xì)胞

骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow-derived cells，BMDCs)是存在于骨髓基質(zhì)中的可在特定條件下分化為多胚層起源組織的非造血干細(xì)胞，因其具有多向分化的潛能，一直是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)，并被認(rèn)為是組織工程較為合適的種子細(xì)胞來源。

呂漢孝等［17］發(fā)現(xiàn)，用頜下腺細(xì)胞裂解液能體外誘導(dǎo)小鼠BMSCs分化為具有分泌α-淀粉酶蛋白能力的腺泡樣細(xì)胞。黃曉明等［18］將SD大鼠的BMDCs與涎腺腺泡細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，共培養(yǎng)1周后約有30%的BMDCs分化為腺泡樣細(xì)胞;共培養(yǎng)2周后腺泡樣細(xì)胞的比例達(dá)到約50%。Maria等［19］將成人的BMDCs與涎腺活體組織進(jìn)行共培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，20%～40%的BMDCs成功分化為涎腺腺泡樣細(xì)胞，說明此細(xì)胞能在一定條件下可分化為涎腺腺泡細(xì)胞，從而為干細(xì)胞治療放射性涎腺損傷提供了理論基礎(chǔ)。Sumita等［20］研究表明，將BMDCs經(jīng)靜脈輸入放射性損傷涎腺的小鼠模型后，能部分恢復(fù)小鼠涎腺的分泌功能。Lim等［21］用15Gy放射線照射小鼠建立放射性涎腺損傷的模型，并在其頜下腺局部直接注射BMDCs，結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)組的唾液分泌量比對(duì)照組高出了41%，其腺體的質(zhì)量也有所增加;組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)組的腺體組織中可見具有分泌功能的腺泡，僅有少量的凋亡細(xì)胞。上述研究結(jié)果提示，BMDCs在放射性涎腺損傷防治中可能會(huì)發(fā)揮作用。

4 脂肪來源基質(zhì)干細(xì)胞

脂肪來源基質(zhì)干細(xì)胞(adipose-derived mesenchymal stem cells，ADMSCs)是另外一種成體干細(xì)胞的有效來源，經(jīng)微創(chuàng)手術(shù)就可從捐獻(xiàn)者的體內(nèi)抽離，而且脂肪組織比骨髓組織的間充質(zhì)干細(xì)胞密度要高［22］。因此ADMSCs已被廣泛用于組織工程領(lǐng)域和其他再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

Kojima等［23］將 5 ×106個(gè) ADMSCs原位注射到放射性唾液腺損傷小鼠的腺體，每周1次，連續(xù)注射5周后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組小鼠的唾液流量可恢復(fù)到正常小鼠的75%，而對(duì)照組小鼠的唾液流量?jī)H為正常小鼠的 50%。Lim等［24］通過尾靜脈注射ADMSCs，也獲得了類似的研究結(jié)果，即實(shí)驗(yàn)組的唾液流量比未注射細(xì)胞的對(duì)照組顯著增加;HE染色顯示，實(shí)驗(yàn)組的腺泡數(shù)比對(duì)照組有所增多;免疫組化分析顯示，實(shí)驗(yàn)組的頜下腺組織中淀粉酶含量高于對(duì)照組。然而，ADMSCs應(yīng)用于放射性涎腺損傷的研究目前尚處于體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，尚未有臨床實(shí)驗(yàn)的相關(guān)報(bào)道，此細(xì)胞能否用于人的放射性涎腺損傷及其作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

5 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(Umbilical-cord MSCs，UCMSCs)是從臍帶的膠樣胚胎結(jié)締組織(即華氏膠)中分離提取的間充質(zhì)干細(xì)胞［25］。人的UCMSCs不僅具有無限增殖的特性，同時(shí)還具有取材方便、分離培養(yǎng)方法簡(jiǎn)便、細(xì)胞獲得率高、免疫原性低、無倫理道德爭(zhēng)議等優(yōu)點(diǎn)。

Xu等［26］發(fā)現(xiàn)，人的 UCMSCs在治療舍格倫綜合癥方面有顯著的療效。臨床實(shí)驗(yàn)證明，在給舍格倫綜合癥患者靜脈注射UCMSCs12個(gè)月后，其唾液流量比注射前增加了約160%。其機(jī)制可能與UCMSCs的免疫調(diào)節(jié)功能有關(guān)，這種免疫調(diào)節(jié)功能為臨床上的免疫系統(tǒng)疾病的治療提供了新的可能。目前雖尚無關(guān)于UCMSCs治療放射性涎腺損傷的報(bào)道，但Xu等的研究為我們提供了一種可能。不過UCMSCs是否可以用于涎腺組織工程?是否可分化為腺泡細(xì)胞?其作用機(jī)理如何?均有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，干細(xì)胞研究的進(jìn)展是再生醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，目前已有不同來源的干細(xì)胞用到了再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但種子細(xì)胞的來源、分離及培養(yǎng)，各類干細(xì)胞能否被誘導(dǎo)分化為腺泡細(xì)胞，或者能否從涎腺中成功分離培養(yǎng)到涎腺干細(xì)胞，從而找到合適的種子細(xì)胞，以及其治療機(jī)制的探索等，都有待進(jìn)一步研究解決。相信，隨著干細(xì)胞研究的不斷深入，其在臨床的應(yīng)用障礙必定會(huì)一一突破，其治療放射性涎腺損傷也會(huì)變?yōu)榭赡堋?/p>

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Mini review:stem cells as potential therapy for radiation-induced xerostomia

ZHANG Shao-mei*，OU Zhong-hui，ZOU Jing-cai，YU Kai-tao，LI Qi-hong，GE Cheng，XU Xiao-fang
(*ZunYi Medical university，ZunYi 563003，china)

Hyposalivation underlying xerostomia is seen after radiotherapy for head and neck cancer and results indiminished quality of life for the individuals.Most of the patients have irreversibledamage to their salivaryglandsdue to irradiation therapy，there is no effective regenerative treatment yet.Stem cell therapy may provide a means to overcome this problem and improve the quality of life of the patients.This reviewdiscusses the current status in stem cell research with respect to their potential to attenuate salivaryglanddysfunction.

stem cell;xerostomia

R781.4

A

1005-2593(2015)06-0384-04

10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.06.012

2015-05-05

北京市自然科學(xué)基金(7142121，7152108)

張少梅(1986-)，女，漢族，河北石家莊人。碩士生(導(dǎo)師:歐忠輝)

徐小方，E-mail:dentistxxf@hotmail.com

·綜述·