皮肤纤维化疾病的主要病理特征是以胶原蛋白为主的细胞外基质（ECM）过量沉积，从而造成皮肤的增厚或瘢痕过度增生。其中较为典型的皮肤纤维化相关疾病有硬皮病、增生性瘢痕和瘢痕疙瘩，以及放疗引起的慢性放射性皮炎等。硬皮病发病机制涉及免疫及血管等多个方面；外伤和烧伤导致皮肤瘢痕发病率高，不同程度地影响患者的外观和功能，但目前这些疾病的治疗方案疗效均不够理想，已经形成的皮肤纤维化病变难以逆转，这也推动着基础与临床工作者不断探索新的治疗方法。

大量临床前和临床研究表明，间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）具有抗炎、免疫调节、抗纤维化等作用，在皮肤纤维化疾病中具备良好治疗效果，取得了一些值得期待的进展，本文就MSC对皮肤纤维化疾病的治疗作用进行综述。

一，间充质干细胞（MSCs）

MSC是一类具有多向分化潜能和免疫调节作用的非造血干细胞，因为其获取容易，并能在体外扩增，使其成为应用最广泛的干细胞，目前MSC及其来源的细胞外囊泡在皮肤病的研究中受到广泛关注，包括伤口修复、放射性皮炎、系统性红斑狼疮、硬皮病和银屑病等。

MSC的具备自我更新和多向分化能力。Alexander Friedenstein首先在骨髓和脾中发现了一种在培养皿中贴壁生长的成纤维细胞样多潜能祖细胞，还证实了这些成纤维样细胞分离培养并进行异位移植后，在体内重建造血微环境。Arnold Caplan基于细胞的多谱系分化能力将这些细胞命名为MSC，并证明这些细胞能分化成其他中胚层细胞，如软骨、肌腱和肌肉。

后来人们发现没有充足的证据证明MSC的干细胞性，所以国际细胞治疗协会（ISCT）将这些细胞改名为间充质基质细胞。由于不同研究者和实验室对于MSC的定义不同，分离和扩增MSC的方法也不同，使得细胞生物学特性研究和实验结果比较受到限制。为解决这一情况，ISCT提出了MSC定义标准用于科学研究和临床前研究。

ISCT制定了3条标准：

MSC旁分泌活动的核心成分包括生长因子、细胞因子和激素，有助于各种疾病的组织修复和再生。除了旁分泌成分的营养活性，MSC的临床潜力还取决于其广泛的免疫抑制和抗炎潜力。

另外，MSC可以通过多种机制对先天性和适应性免疫细胞产生免疫调节和免疫抑制作用。

首先，MSC可抑制DC细胞的分化、成熟、细胞因子表达，以及向T淋巴细胞呈递抗原。它们通过下调DC细胞表面MHC-Ⅱ类、CD11c和CD83的表达来影响DC的抗原呈递，从而调节其抗炎作用。

其次，MSC可直接调节T细胞活化、增殖、分化和效应功能。MSC通过在细胞周期的G0/G1期抑制幼稚和记忆性CD4+和CD8+T细胞的增殖，来抑制T细胞的活化。

最后，MSC还能通过促进抗炎免疫反应影响CD4+T辅助细胞的分化，并影响T细胞的极化平衡。

因此，在炎症环境中，MSC能增加Treg细胞的数量和活性及IL-10的表达，同时抑制Th1、Th2和Th17细胞。MSC可减少不同T细胞群释放促炎细胞因子，包括干扰素-γ、肿瘤坏死因子、IL-6和IL-7，并增加抗炎细胞因子，如IL-4和IL-10。此外，MSC还能在炎症条件下抑制B细胞增殖、抗体生成和趋化。

二，MSC来源细胞外囊泡

MSC可以产生和分泌细胞外囊泡（EVs），包括外泌体、微囊泡和凋亡体，它们都是小的膜泡（直径44~100 nm）。EVs含有多种生物活性物质，如DNA、mRNA、长非编码RNA（lncRNA）、蛋白质和脂质。MSC衍生的细胞外囊泡（MSC-EVs）可作为细胞间的交流载体，用于调节或介导细胞生理与病理过程。通过质谱分析、抗体阵列和芯片分析方法，在MSC-EVs中已经确定了超过850个基因产物和超过150个miRNAs，这些EVs递送的蛋白质和miRNAs功能复杂，与许多不同的生化和细胞过程有关，如细胞通信、免疫调节、组织修复和再生以及代谢等。

MSC-EVs被认为是基于干细胞的无细胞药物，含有亲本细胞的活性成分，与细胞移植相比，EVs生产更简单，质量控制程序也更容易；同时EVs具有携带和保护核酸的能力，穿越生物屏障，并以细胞为靶目标，使其有可能成为优秀的药物。多项研究显示MSC衍生的EVs显示出在纤维化相关疾病中的治疗潜力，如皮肤纤维化、肾脏纤维化、角膜纤维化、心肌纤维化和肝脏纤维化。

三，MSC治疗硬皮病

硬皮病是一种自身免疫性疾病，主要表现为多组织器官缓慢进行性纤维化，累及皮肤以及多种内脏器官。大量研究表明遗传易感性和环境因素之间复杂的相互作用引发了硬皮病，并导致内皮损伤和微血管损伤、炎症和自身免疫激活。这些因素导致成纤维细胞活化、胶原蛋白和ECM生成增加，进而引发多器官纤维化和疾病进展。

1，MSC治疗硬皮病的实验研究

MSC治疗硬皮病的疗效已在多个硬皮病动物模型中进行了验证。通过皮下注射博来霉素可构建皮肤和肺纤维化模型，注射部位和肺泡壁会出现单核细胞浸润、抗核抗体产生和真皮增厚。博来霉素产生的活性氧（ROS）可裂解DNA，诱导RNA氧化降解和脂质过氧化，皮肤病变部位可以观察到的α-SMA阳性肌成纤维细胞会随着皮肤硬化而逐渐增多。

在成功建立C57BL/6硬皮病小鼠模型后，将缺氧预处理的脂肪间充质干细胞（hypoxia-pretreated Adiposemesenchymal stem cells，hpADSC）经皮下注射到小鼠背侧造模区域，hpADSC治疗能够显著降低小鼠真皮厚度，降低病变组织内H2O2水平，从而改善皮肤纤维化。在次氯酸盐（HOCI）皮下注射诱导的硬皮病小鼠模型中，BALB/c小鼠会产生ROS、抗DNA拓扑异构酶1抗体、进行性胶原沉积以及持续的皮肤和肺纤维化，这些都与人类病理结果一致。将2.5×105、5×105、5×106个异体骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSC）单次尾静脉输注可显著减轻小鼠皮肤和肺部纤维化，并且最低剂量（2.5×105）最为有效。

在第21天接受第二次MSC输注的小鼠中发现第21～42天皮肤增厚的进展明显减慢。此外，采用HOCI诱导的硬皮病小鼠模型对异体和异种MSC的治疗作用进行了研究，向BALB/c造模小鼠输入异体BALB/c的MSC、异体C57BL/6的MSC或人源MSC，所有来源的MSC似乎都有类似的治疗效果，包括减少皮肤厚度、皮肤和肺部的胶原蛋白水平及α-SMA表达。

此外，过表达硫氧还蛋白1（Trx-1）的BMSC对博来霉素诱导的硬皮病小鼠的皮肤纤维化有改善作用。体外实验表明，Trx-1-BMSC还能促进内皮祖细胞形成管状结构，表明Trx-1能促进血管生成。这些结果表明，工程化的BMSC具备对硬皮病治疗潜力。

2，MSC治疗硬皮病的临床研究

有临床研究报道硬皮病患者自体BMSC移植治疗取得了积极疗效。1例24岁硬皮病患者对所有常规治疗方案均无效，并伴有广泛的严重肢体缺血和坏疽，在第0、30和60天输注了自体BMSC（1×106/kg），治疗结束后血管造影显示有新血管形成。另外有研究显示硬皮病患者的缺血肢体部位肌内注射自体骨髓单核细胞可减少肢体溃疡面积。现已有小样本临床研究证实了异体MSC移植治疗硬皮病有效，随访时间从6个月到44个月，6例患者的皮肤溃疡得到改善，皮肤纤维化程度减轻，未出现严重不良事件。

一项中国研究分析了硬皮病患者联合应用血浆置换术（PE）和异体MSC的情况。14例患者在第1、2和5天接受了3次重复的PE治疗和随后的环磷酰胺冲击治疗， 并在第8天输注了脐带MSC。在之后12个月的随访中，患者的改良罗德南皮肤评分有所改善[（20.1+3.1）vs（13.8+10.2）；P＜0.001]。

法国正在进行一项标准疗法对难治的弥漫性硬化症患者进行单次静脉输注异体BMSC治疗（ClinicalTrials.gov  ID：NCT02213705）；一项采用肌内注射（荷兰，NCT03211793）或静脉输注（中国，NCT009629230）BMSC治疗硬皮病患者的临床研究正在进行中；此外其他正在进行的临床研究包括自体ADSC（法国，NCT04356755）和脐带MSC（加拿大，NCT04356287）治疗硬皮病研究。

3，MSC-EVs治疗硬皮病

MSC-EVs已被证明是MSC与周围细胞信息交流的关键因素，并被认为是无细胞疗法的药物。EVs发挥生理和治疗作用取决于它们的内容物及它们将核酸、蛋白质、脂质和其他生物活性分子传递到靶细胞的能力。此外，有动物实验报道了静脉注射和腹腔注射EVs的安全性。笔者所在团队的体内动物实验表明，BMSC和BMSC-EVs都能改善博来霉素诱导硬皮病小鼠的皮肤增厚、ECM过度沉积、炎症细胞浸润，有序修复皮肤结构、恢复脂肪层，BMSC-EVs的作用可能是由其携带的miRNAs介导。

此外研究表明脐带MSC来源细胞外囊泡能够改善细胞外基ECM沉积，抑制了上皮-间质转化过程，疗效至少维持3周。Rozier等人通过将ADSC-EVs与TGF-β1诱导的肌成纤维细胞共同培养，评估了EVs的抗纤维化功能。TGF-β和Wnt信号被认为是参与硬皮病组织纤维化的核心通路，MSC-EVs处理成纤维细胞之后，α-SMA、Smad2/3及胶原Ⅰ和Ⅲ的磷酸化水平明显下降。此外还发现MSC衍生的EVs可通过抑制NF-κB、Wnt/β-catenin、PI3K/Akt、Erk1/2和TGF-β1/Smad2/3信号通路，抑制真皮成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化。

一些研究还探讨了MSC-EVs携带的miRNA在纤维化中的作用，来自MSC-EVs的miR-29a-3p被证实对HOCl诱导的硬皮病小鼠的体内多种促纤维化、重塑和抗凋亡因子及甲基化酶的水平的影响，由BMSC-EVs分泌的miR-29b-3p和miR-186可分别下调FZD6、SOX4和DKK1表达，从而抑制特发性肺纤维化中成纤维细胞的活化增殖。在上述研究中，MSC-EVs对硬皮病的皮肤纤维化产生了积极影响， 但利用MSC-EVs改善纤维化仍处于临床前阶段。

四，MSC与皮肤瘢痕

皮肤瘢痕主要是由成纤维细胞的过度增生和胶原蛋白合成、分泌紊乱及过度沉积所形成，是皮肤伤口愈合后最常见的并发症之一。但皮肤瘢痕尤其是瘢痕疙瘩的临床治疗效果往往不够理想，复发率极高。

目前的研究多聚焦在干细胞促进皮肤伤口愈合和减少瘢痕形成方面，而关于干细胞对已形成的皮肤瘢痕治疗效果方面还有大量研究空白。

1，MSC治疗瘢痕的实验研究

已有研究报道ADSC移植治疗兔增生性瘢痕模型，Chen等采用兔自体ADSC，以5×106个/ml的浓度，每隔3天1次、共3次，注射在新西兰兔耳腹侧面的增生性瘢痕处。结果显示ADSC注射治疗后，增生性瘢痕面积变小、更平缓、触感更柔软，胶原密度明显减少且排列更加规律。

此外，张琪等类似的研究显示，自体ADSC移植治疗兔耳瘢痕，能够减少α-SMA、CollagenⅠ基因表达水平，减少胶原沉积，从而减轻瘢痕增生。Yun等将1×106个/ml的人源ADSC移植到约克郡猪背部早期皮肤瘢痕的皮下组织处，间隔10天一次，共3次，人源ADSC移植治疗能够抑制肥大细胞的活性和纤维化形成，使得皮肤瘢痕有明显改善。

这些研究证实ADSC移植治疗可抑制增生性瘢痕。而在体外研究中，ADSC与正常皮肤成纤维细胞、病理性瘢痕皮肤成纤维细胞（hypertrophic scar fibroblasts，HSFs）或瘢痕疙瘩成纤维细胞（KFs）的共培养结果表明，ADSC能显著抑制HSFs和KFs的增殖、迁移及细胞外基质蛋白（胶原蛋白-Ⅰ、胶原蛋白-Ⅲ、FN和α-SMA）的表达，还能抑制TGF-β1的表达。ADSC条件培养基（ADSC-CM）能够促进HKFs增殖并抑制其凋亡，并以剂量依赖的方式下调HKFs中α-SMA表达。

此外，体外暴露于人类华通氏胶干细胞调节培养基（Wharton jelly stem cell-conditioned medium，hWJSC-CM） 的亚洲人瘢痕疙瘩细胞（Asian keloid cells，AKCs）的细胞活力和增殖能力明显下降，抗凋亡相关基因下调，促凋亡和自噬相关基因上调。结果表明hWJSC-CM可抑制体外AKCs的生长，它可能是一种治疗人类瘢痕疙瘩的新型疗法。

2，MSC治疗瘢痕的临床研究

皮肤瘢痕对人体外观的改变可能会造成严重的肢体功能障碍，给患者带来心理和生理负担。已有不同组织来源的MSC在皮肤瘢痕临床治疗中取得良好效果，Ibrahim等利用自体BMSC治疗14例中度至重度痤疮萎缩瘢痕的患者。结果显示在自体BMSC治疗6个月后，患者定性评分、定量评分和卡迪夫痤疮残疾指数（CADI）评分都有显著改善，并且所有类型的瘢痕都有所恢复，并未出现显著的副作用。Kim等利用自体ADSC治疗凹陷性皮肤瘢痕。在治疗12周后，痊愈率可达到74.6%，并且无严重不良事件。这些研究证实自体MSC移植是一种有前景且安全的凹陷性瘢痕治疗方法。

此外有学者利用ADSC-CM联合二氧化碳点阵激光治疗萎缩性痤疮瘢痕。该研究共纳入13名受试者，患者在接受3次二氧化碳点阵激光治疗后，再利用ADSC-CM进行注射治疗，在治疗完成1周、1个月之后进行效果评估，结果显示，联合治疗组的皮肤含水量和皮肤弹性都有显著改善，而粗糙程度、黑色素指数和皮肤水分丧失都明显下降，优于单一治疗组，所以ADSC-CM联合二氧化碳点阵激光可能作为一种治疗萎缩性痤疮瘢痕的综合疗法。

3，MSC-EVs对瘢痕的治疗作用

研究显示MSC-EVs在促进伤口修复和瘢痕抑制方面显示出良好治疗效果。炎症是伤口愈合和瘢痕形成的初始因素，而MSC-EVs具有独特的免疫调节机制，因此MSC-EVs治疗病理性瘢痕可能具有良好前景。Fang等人认为脐带MSC-EVs可通过抑制伤口愈合过程中的TGF-β/Smad2通路来抑制肌成纤维细胞分化。Wang等人发现ADSC-EVs可通过调节Ⅲ型/Ⅰ型胶原、TGF-β3/ TGF-β1和MMP3/TIMP1的比例及成纤维细胞分化来减少瘢痕形成。ADSC-EVs也可以通过miR-192-5p/IL-17RA/Smad轴改善肥厚性瘢痕中的纤维化。另外脐带MSC-EVs通过抑制巨噬细胞的活化和B细胞免疫反应，抑制GVHD小鼠模型的纤维化。

Jiang等人认为，TSG-6修饰后的MSC-EVs可在伤口愈合过程中减少胶原沉积和瘢痕形成。此外，包裹在BSSPD水凝胶中的BMSC-EVs分泌的miR-29b-3p可通过抑制PI3K/Akt、Erk1/2和Smad3/TGF-β1信号通路，抑制内皮细胞和成纤维细胞的增殖迁移及成纤维细胞Col1A1的表达，从而实现无瘢痕伤口愈合。这些MSC-EVs对皮肤瘢痕有效的临床报道为增生性瘢痕的治疗带来了希望，但瘢痕疙瘩的治疗是我们临床更大的挑战，需要更多的基础与临床研究探索。

五，MSC与放射性皮炎

放疗引起的放射性皮炎是放疗的一种严重副作用，高达95%的放疗患者会出现皮炎。急性放射性皮炎在放疗后几天内发生，特征为红斑和脱屑。慢性放射性皮炎通常发生在放疗后90天以上，以真皮层纤维化和增厚为特征。目前，该疾病治疗方法存在各种局限性， 迫切需要新的有效治疗方法。

MSC治疗放射性皮炎的疗效已在体内外实验中验证。ADSC治疗慢性放射性皮炎研究结果显示：皮肤的损伤、炎症、纤维化和细胞凋亡减少，毛囊和皮脂腺再生增强。此外，凝血酶F（Cathepsin F，CTSF）和下游促凋亡蛋白（Bid、BAX和caspase9）被下调，而抗凋亡蛋白（Bcl-2 和Bcl-XL）被上调。在体外实验中，ADSC能明显减轻辐射诱导的细胞凋亡，下调CTSF和下游促凋亡蛋白，上调抗凋亡蛋白。ADSC皮下注射治疗Ⅲ度或Ⅳ度急性放射性损伤，结果示ADSC能够促进急性放射性损伤愈合。

六，总结与展望

近年来众多的基础与临床研究均已证实，MSC移植和EVs应用可减轻组织炎症及皮肤纤维化，MSC-EVs的应用在加速伤口愈合和减少瘢痕方面有着良好效果。MSC及其EVs对皮肤纤维化是一种很有前景的疗法，发挥作用的机制主要是通过对免疫细胞的免疫调节作用及对纤维化相关的多个通路干预，在改善皮肤炎症状态和改变疾病进程方面取得了很大进展。

尽管MSC及其EVs对治疗皮肤纤维化有积极作用，但还需要进一步开展广泛的基础与临床研究，筛选适合不同皮肤纤维化疾病状态的MSC及其EVs的具体类型，也需要深入探索MSC或工程化EVs的优化工作，以期增强MSC及其EVs的靶向性， 增强其临床疗效。

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