组织器官损伤修复和再生研究进展

组织器官损伤修复和再生是生命科学领域最为复杂和重要的科学问题之一,任何组织器官都能快速响应损伤,通过内源性基因转录调控改变多种细胞命运属性实现创伤的修复与再生。绝大部分人体组织器官都不具备完美再生能力,然而,进化早期的许多动物以及绝大部分植物具有强大修复和再生能力。经年来,通过对这些模式生物的研究,随着单细胞测序技术的发展,通过遗传示踪、活体显微实时成像,对组织器官再生的关键细胞及其发生调控过程的认识有了显著的进步。该综述将针对损伤修复和再生关键细胞来源、损伤后基因转录调控以及快速损伤应激能力进行简单总结。由于篇幅有限,非常抱歉不能涵盖损伤修复和再生领域的所有研究。     

“再生”与“生殖”的区别是什么?

答:“再生”是指生物体受到损伤、脱落或截除之后能够重新生成的过程,可以说是生物体受到损伤后的一种复原现象,如人体皮肤表层细胞的脱落和生发层细胞的分裂增生等。从生理学角度讲,“再生”又分为“生理性再生”和”补偿性再生”。“生殖”是同种生物     

凋亡细胞的清除及组织稳态维持的研究进展

机体在组织器官受到损伤时,细胞凋亡和机体对凋亡细胞的清除在组织再生中有着密不可分的联系,其背后促进受损组织器官再生的机制一直是研究热点所在。近期研究发现,巨噬细胞在清除凋亡细胞,维持机体稳态以及促进组织器官修复再生中起到了重要作用。本文主要从凋亡的信号通路、巨噬细胞的极化特点以及凋亡细胞与巨噬细胞的相互作用这3个方面对近期研究进行综述。     

毛囊干细胞在皮肤创伤修复中的促进作用

毛囊干细胞介导毛囊再生,近年研究发现毛囊干细胞在皮肤创伤修复中也发挥重要作用。文章通过对以毛囊干细胞为基础所进行的各种实验总结,揭示了毛囊干细胞可以促进毛囊再生,参与血管形成,皮肤浅表神经修复再生,皮肤附属器官重建以及皮肤表皮重建等过程,阐明了毛囊干细胞在皮肤损伤修复过程中的重要作用,同时阐明目前毛囊干细胞对皮肤创伤修复这一方向所面临的局限以及未来的发展前景。     

Cell Rep:研究发现衰老和癌症相关的关键蛋白

正伦敦大学玛丽皇后学院(UQML)的一项早期研究发现了衰老细胞中一个蛋白此前未知的一种功能。研究人员希望这项发现在未来可以帮助开发出治疗衰老和早期癌症的新疗法。我们身体的组织和器官由大量细胞组成,这些细胞一起协作帮助机体行使正常的功能。但是此前研究已经发现老年人或早期肿瘤组织中有一些异常细胞。这些细胞经历了一个叫做衰老的过程,而这个过程可以影响组织的功能。这些衰老细胞不再增殖,     

为什么组织损伤恢复后有的不留下瘢痕、有的留下瘢痕、有的会出现瘢痕疙瘩?

答:细胞和组织坏死后,由附近的健在细胞分裂产生新的细胞来补充,称为再生。机体在正常状态下,经常有细胞的衰老和死亡,随之也不断地新生补充,称为生理性再生。细胞和组织在病理状态下细胞坏死或组织破坏所发生的再生称为补偿性再生(或病理性再生)。     

脂肪干细胞在再生医学中的应用

再生医学是一门研究如何促进创伤与组织再生及功能重建的新兴学科,主要通过研究干细胞分化、机体等正常组织创伤修复与再生等机制来维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。脂肪干细胞（adipose-derived stem cells,ASCs）是近年来从脂肪组织中分离得到的一种具有多向分化潜能的干细胞,是一种足量的、可用于实际的、有一定吸引力的自体细胞代替的供体资源,并能够广泛的用于组织修复、再生、发育的可塑性及细胞治疗等研究中。阐述了脂肪干细胞在旁分泌、软组织重建及损伤修复、骨骼肌重建、心血管重建、神经系统重建及癌症转移与入侵方面的作用模式,概括总结了目前利用脂肪干细胞参与的临床治疗方法,以期对脂肪干细胞在再生医学中应用研究提供参考。     

肝细胞生长因子对主要器官/组织损伤的修复作用

肝细胞生长因子(HGF)是一种多功能的生长因子,它参与多种细胞的增殖、迁移和形态发生。HGF对多种成熟的器官／组织有营养修复作用,促进肝、肾、肺等损伤器官的再生,同时也是神经系统新的营养因子之一。本综合近年来有关献对HGF在主要器官或组织损伤中的修复作用作一概括性介绍。     

Yap在哺乳动物内脏器官再生中的研究进展

心脏、肺脏和肝脏等内脏器官的损伤和疾病严重危害人类健康。遗憾的是,哺乳动物包括人类的不同器官间的修复再生能力有一定差异,其心脏基本没有任何再生能力,肺脏损伤后可以进行补偿性生长,而肝脏损伤后肝脏/体重值可基本恢复到损伤前的正常水平。在模式动物中研究心脏、肺脏和肝脏等内脏器官的修复和再生过程的分子机理,对临床治疗相关疾病具有重要的指导意义。研究发现,Hippo通路的核心转录调控分子Yap对细胞增殖和分化具有重要的调控作用,并能感受和响应损伤后各种微环境的变化,启动并参与了多个器官的再生过程。该文主要介绍了Yap因子在心脏、肺脏和肝脏再生过程中的作用及其调控机制。     

组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响

成体干细胞（adult stem cells,ASCs）是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,它们可以再生修复损伤的组织和器官,是组织工程和细胞治疗的理想细胞。但是ASCs在体外扩增过程中容易发生自主分化和衰老,影响其在临床的广泛应用。组蛋白乙酰化作为表观遗传调节的重要机制,参与细胞分化、衰老及凋亡等众多细胞活动的调控。该文就组蛋白乙酰化对成体干细胞生物学性状的影响进行综述。     

梯度信号分子功能支架的制备及再生医学应用

再生医学作为新兴的治疗手段,为受损组织再生带来新希望。如何实现生物支架的功能化是提高受损组织再生能力的关键因素之一。天然生物体内存在多种物理、化学信号梯度,调控多种生理学过程,促进细胞黏附、迁移和分化,从而提高组织损伤修复效果。近年来,研究发现在生物支架中引入梯度分布的物理或生物学信号,在组织修复及再生方面展现出独特作用,具有重大应用前景。该文阐述了近年来组织再生中信号梯度功能支架的分类、制备技术及其在再生医学中的研究进展,并对再生医学领域梯度功能支架进行展望。     

水凝胶负载干细胞来源的外泌体用于皮肤伤口修复

皮肤伤口愈合是临床医学中的难题之一.长期的伤口不愈给患者带来较大的影响,造成巨大的社会经济负担.水凝胶因具有良好的生物相容性、可降解性及可塑性等特点,并具有止血、抗菌和保水的优良性能,被广泛用作皮肤损伤修复敷料.干细胞被认为是组织工程中最具潜力的种子细胞,具有强大的再生修复能力.而干细胞来源的外泌体含有干细胞特有的内含...     

哺乳动物Toll样受体与组织再生修复

机体损伤后通过诱导组织细胞产生复杂而又相互调控的系列反应,来促进损伤组织的再生.不同细胞因子、生长因子及细胞之间的协调平衡对于组织再生的调节非常重要,免疫系统在此过程中起着极其重要的作用.Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)可识别微生物病原体,在触发机体防御性抗病原微生物免疫反应中发挥着重要作用,是先天免疫系统中必不可少的重要成分,TLRs内源性配体的存在提示TLRs不仅可诱导机体防御性的抗微生物免疫反应,同时还是机体损伤后启动组织再生修复的敏感监测系统.本文概述了TLRs及其内源性配体,以及TLRs在诱导损伤后组织再生中的作用.TLR内源性配体及其在组织再生过程中的作用为促进机体损伤组织的再生修复提供了新的思路策略.     

肝细胞生长因子是一个强的肾营养因子

肝细胞生长因子是目前已知生物活性最广泛的生长因子之一,能刺激多种上皮和内皮细胞进行有丝分裂、运动以及促进肾小管形态发生,在组织器官损伤修复、形态发生和肿瘤转移过程中发挥重要作用,在肾脏的发育、急性损伤、再生中具有较强的作用。     

干细胞过度生长或造成癌症

利用干细胞产生新的组织和器官,修复破损的组织、器官,被称为再生医学。目前,再生医学的发展已经使得人类可以通过干细胞使血管、汗腺、神经再生。并生产出组织工程皮肤和组织工程软骨,甚至组织工程耳朵和膀胱等。但是。用于治疗的于细胞如果控制不好就有可能演变为难以制约的肿瘤,尤其是全能分化的胚胎干细胞。     

人羊膜上皮细胞具有胚胎干细胞和移植免疫耐受等优良特性

干细胞具有自身复制和多向分化的潜能,在体内能够维持组织器官形态和生理功能的稳态,并具有修复外伤和病理引起的损伤的作用。故而,近年来在细胞生物学以及再生医学研究领域倍受重视。可以预见,干细胞在细胞治疗、组织工程、器官修复等方面的临床应用,将有广泛的前景和市场潜力;同时在遗传、发育、分化、调亡等生物学问题研究以及新药开发、药效学和毒性评估等方面,也有着广泛的科学探索和实际应用价值。干细胞研究必将成为生命科学研究的主战场和生物经济最为活跃的     

皮毛之道：以表皮器官为研究模型探讨再生生物学与再生医学的基础概念

再生医学是一个具有巨大潜力的新兴医学领域。该文以此为方向讨论了再生医学研究中的三个关键问题,并以非神经外胚层器官的干细胞行为为例做进一步的探讨。第一,如何获取干细胞,介绍了包括胚胎干细胞、组织干细胞和诱导性多能干细胞的获得途径,以及若干组织细胞重编程的成功范例;第二,如何将干细胞转化为组织和器官,这需要了解干细胞分化以及形态发生的机制,并以羽毛的形态发生为模型,引入了千细胞拓扑生物学的概念以及干细胞微环境调控塑造器官形态的机制;第三,如何将干细胞及其转化产物置于患者体内,并以鼠毛生长周期波为例,阐明了宏观环境因素如何调控干细胞的活性：最后,还分析了在器官发生中干细胞的自组织对于新生毛发组织工程的重要意义。该文的许多原则不仅限于皮肤,同时也适用于其它体内器官。通过对生物再生的过程的基础研究,我们可以受到生物再生之道的启发,逐渐理解组织修复及再生的机制,并提高分子和细胞水平上的干细胞操作技术,希望在不久的将来将干细胞研究成果应用于临床医学。     

编者按

<正>组织损伤修复和再生是影响人类生命健康和生存质量的重大生命科学和医学问题,也被《科学》杂志选为人类尚未解决的125个世界性科学难题之一。我们对组织损伤感应、伤口愈合以及组织再生的细胞分子调控机制还缺少根本性的认识。解决组织损伤修复和再生难题有望对疾病的发生和治疗提供再生医学思路和启示。近年来,中国学者在成体动物水平损伤修复和再生领域取得了一些重要发现,为该领域的发展作出了积极的贡献。由中国学者发起,     

羊膜上皮细胞旁分泌特点及其在皮肤损伤修复中的作用

皮肤损伤修复是一个复杂而又高度协同的生物学过程,多种生长因子及白介素、趋化因子等细胞因子参与该过程,并调控皮肤愈合过程中创面的再上皮化、新血管生成以及细胞外基质沉积与重塑3个重要环节。人羊膜上皮细胞是一种类胚胎干细胞,广泛应用于创面损伤修复研究中。许多研究表明,人羊膜上皮细胞能够通过旁分泌作用促进皮肤创面的愈合。这些旁分泌因子不仅能够抑制创面微环境中细胞的凋亡,还能促进新血管生成和上皮再生。在此,本文综述人羊膜上皮细胞旁分泌特点,探讨人羊膜上皮细胞来源的旁分泌因子在创面愈合中的作用机制,并针对人羊膜上皮细胞或人羊膜上皮细胞来源细胞因子溶液应用于皮肤损伤治疗的未来可行性进行详细阐述。     

骨髓间充质干细胞促进皮肤创伤愈合的作用机制及临床应用

皮肤是人体面积最大的器官,不同来源的损伤可使皮肤正常结构遭到破坏,皮肤创面修复过程失衡,从而导致皮肤愈合缓慢或畸形愈合,损害皮肤正常功能。骨髓间充质干细胞因其易获取、体外培养技术简单、低免疫原性、旁分泌、高度自我复制能力及多向分化潜能等特点而使其具有独特的优越性。已有研究表明骨髓间充质干细胞(BMSC)可通过多种复杂机制实现其促进皮肤创面愈合的作用,其趋化性可使BMSC向损伤部位迁移,并在局部分化为多种皮肤细胞、皮肤附属器细胞以及血管内皮细胞,促进皮肤的再生,通过抑制免疫细胞的生物学活性来发挥免疫调节作用。此外,BMSC可以分泌多种重要的生物活性因子,起到抗炎、促进新血管形成、抗纤维化及瘢痕形成、加快伤口愈合等作用。目前,BMSC已运用于多种类型皮肤损伤的临床治疗以及组织工程和再生医学中,且已取得了一定成果。本文主要就骨髓间充质干细胞的生物学特性、促进皮肤创伤愈合的作用机制及其临床应用进行了综述。