不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢

中国组织工程研究第20卷第28期2016–07–01出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchJuly1,2016Vol.20,No.28P.O.Box10002,Shenyang110180·综述·王国任，男，1990年生，湖南省衡阳县人，汉族，中南大学湘雅医学院附属海口医院泌尿外科在读硕士，医师，主要从事干细胞对肾脏损伤修复效应方面的研究。通讯作者：白志明，博士，主任医师，教授，博士生导师，中南大学湘雅医学院附属海口医院泌尿外科，海南省海口市570208中图分类号:R394.2文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)28-04234-09稿件接受：2016-04-06不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢王国任，白志明(中南大学湘雅医学院附属海口医院泌尿外科，海南省海口市570208)引用本文：王国任，白志明.不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢[J].中国组织工程研究，2016，20(28):4234-4242.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.28.019ORCID:0000-0002-1918-8803(王国任)文章快速阅读：文题释义：归巢：是干细胞作用的初始环节，亦是关键环节，通常指间充质干细胞移植后向受损组织迁移，进而定位于目标位置。Karp等将归巢定义为：干细胞在目标组织的脉管系统内被捕获，进而跨内皮迁移至靶组织的过程。归巢过程相当复杂，涉及一系列的趋化因子及其受体、细胞因子、生长因子、蛋白酶、黏附分子及细胞外基质分子。不同预处理策略：指移植间充质干细胞前对靶组织或间充质干细胞进行预处理的不同方法，处理方式包括：趋化因子注射、物理效应(低氧处理、医用冲击波、超声波和/或超声微泡、激光、细胞因子或化学物质)、细胞基因修饰、细胞表面修饰、3D培养细胞技术等，并根据预处理对象不同可分为组织预处理和细胞预处理。摘要背景：归巢是干细胞发挥组织修复作用的初始及关键环节。目前研究表明骨髓间充质干细胞无法高效地归巢至靶组织是影响修复效果的主要障碍。预处理策略为促进干细胞归巢提供了新思路。目的：对促进间充质干细胞归巢的预处理策略进行综述。方法：以“stemcell,mesenchymalstemcells,preconditioning,homing,migration”为检索词按不同组合在PubMed数据库中检索2000年1月至2015年9月关于预处理策略促进间充质干细胞归巢的文章，根据纳入标准，最终选择72篇文章进行综述。结果与结论：移植间充质干细胞前对靶组织或间充质干细胞进行预处理，可显著促进其归巢至受损组织从而增强组织修复效应。组织预处理策略正是通过影响局部微环境，达到上调趋化因子表达等效果，从而促进间充质干细胞归巢。间充质干细胞预处理策略，例如基因修饰、细胞因子诱导等，主要以间充质干细胞表面趋化因子受体为效应器，通过上调其表达来促进靶向归巢。预处理策略将为干细胞治疗应用于临床带来了极大希望。关键词：干细胞；移植；预处理策略；组织预处理；细胞预处理；间充质干细胞；移植；归巢；组织修复；海南省自然科学基金主题词：间质干细胞；移植；组织工程基金资助：海南省自然科学基金(811151)不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢细胞预处理策略基因修饰物理效应：低氧处理、冲击波、超声波、微泡、磁共振与磁性颗粒等其他：3D培养、表面修饰等预处理策略促进间充质干细胞归巢至受损部位趋化因子局部注射物理效应：机械牵拉、冲击波、超声波、微泡、激光等其他：有机合成材料等组织预处理策略细胞因子或化学物质诱导王国任，等.不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH4235’sdegree,Physician,DepartmentofUrology,AffiliatedHaikouHospital,XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Haikou570208,HainanProvince,ChinaCorrespondingauthor:BaiZhi-ming,M.D.,Chiefphysician,Professor,Doctoralsupervisor,DepartmentofUrology,AffiliatedHaikouHospital,XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Haikou570208,HainanProvince,ChinaPreconditioningstrategiesforpromotingmesenchymalstemcellhomingWangGuo-ren,BaiZhi-ming(DepartmentofUrology,AffiliatedHaikouHospital,XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Haikou570208,HainanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Homingistheinitialandkeyprocedureofstemcells-basedtissuerestoration.Currentstudieshaveshownthattheinabilitytorecruitbonemarrowmesenchymalstemcellstotargettissuewithhighefficiencyremainsasignificantbarriertotissuerestoration.Preconditioningstrategyprovidesanewinsighttopromotestemcellhoming.OBJECTIVE:Toreviewpreconditioningstrategiesforpromotingthehomingofstemcells.METHODS:InPubMeddatabase,differentcombinationsoftermsfrom“stemcell,mesenchymalstemcells,preconditioning,homing,migration”servedassearchtermstoretrievearticlesreferringpreconditioningstrategiesforpromotingmesenchymalstemcellhomingpublishedfromJanuary2000toSeptember2015.Accordingtotheinclusioncriteria,72articleswereselectedforfinalreview.RESULTSANDCONCLUSION:Pretreatingtargettissueormesenchymalstemcellsaheadofcelltransplantation,knownastissuepreconditioningorcellpreconditioning,prominentlypromotesthehomingofmesenchymalstemcells,thereforeenhancingtissuerestorationeffect.Tissuepreconditioningisdesignedtoup-regulateexpressionofchemokinesbyvaryingthelocalmicroenvironment,therebyincreasinghomingabilityofmesechymalstemcells.Mesenchymalstemcellpreconditioningstrategies,forexample,genemodificationandcytokineinduction,aremainlytoup-regulateexpressionofchemokinereceptorsonthesurfaceofmesenchymalstemcellsaseffectors,andthuspromotetargetedcellhoming.Overall,preconditioningstrategywillbringgreathopetoapplystemcelltherapyintotheclinic.Subjectheadings:MesenchymalStemCells;Transplantation;TissueEngineeringFunding:theNaturalScienceFoundationofHainanProvince,China,No.811151Citethisarticle:WangGR,BaiZM.Preconditioningstrategiesforpromotingmesenchymalstemcellhoming.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(28):4234-4242.0引言Introduction间充质干细胞是具有自我更新能力和多向分化潜能的一类成体干细胞[1-3]，可归巢至受损组织[4-6]，通过转分化及旁分泌/自分泌效应修复受损组织[7-9]。然而，间充质干细胞无法高效归巢至受损组织成为影响修复效果的主要障碍[10]。既往研究表明外源性间充质干细胞的归巢受诸多因素影响，例如间充质干细胞的体外传代数[11-12]、移植时机[13]、移植的细胞数目[14]、移植部位或方式等[15-17]。近年来，预处理策略为促进内源性及外源性间充质干细胞的归巢提供了新思路[18]，可分为组织预处理、间充质干细胞预处理两类策略。文章对促进间充质干细胞归巢的预处理策略进行综述。1资料和方法Dataandmethods1.1文献检索和筛选要求1.1.1检索数据库PubMed数据库()。1.1.2检索数据库的选择理由PubMed数据库是国外最权威的生物医学文献数据库，文献数据多且全面。1.1.3检索途径、检索词及各检索词的逻辑关系为全面、准确地检索出撰写该综述的相关文献，文章写作过程中综合考虑了检索途径的选择、检索词的选择和各检索词间逻辑关系的配置，制定了科学的检索策略。检索词：stemcell，mesenchymalstemcells，preconditioning，homing，migration。检索词的逻辑组配：按“stemcell，preconditioning，homing”；“stemcell，preconditioning，migration”；“mesenchymalstemcells，preconditioning，homing”；“mesenchymalstemcells，preconditioning，migration”的不同组合进行检索。检索的时间范围：2000年1月至2015年9月。1.2文献筛选流程和筛选标准1.2.1文献筛选流程按照图1的步骤进行。1.2.2文献的筛选标准①文章所述内容涉及干细胞、归巢或预处理策略对干细胞归巢的作用。②论点、论据可靠的文章。③同一领域的文献选择近期发表或权威杂志的文献。1.2.3排除的文献与纳入标准无关或陈旧性、重复性文献。1.2.4质量评估计算机检索得到162篇文献，阅读王国任，等.不同预处理策略促进间充质干细胞的归巢P.O.Box10002,Shenyang110180标题和摘要进行初筛，筛选可能合格的文献，继续查阅全文，根据纳入