干细胞修复放射性唾液腺损伤的研究进展

张少梅，欧忠辉，邹敬才，于开涛，李齐宏，葛 成 综述;徐小方 审校

(1.遵义医学院附属口腔医院口腔内科，贵州遵义 563003;2.解放军第三〇七医院口腔科，北京 100071)

干细胞修复放射性唾液腺损伤的研究进展

张少梅1，2，欧忠辉1，邹敬才2，于开涛2，李齐宏2，葛 成2综述;徐小方2审校

(1.遵义医学院附属口腔医院口腔内科，贵州遵义 563003;2.解放军第三〇七医院口腔科，北京 100071)

放射性口干症是头颈部肿瘤患者接受放疗后的常见并发症，严重影响患者的生存质量。绝大部分患者出现不可逆性唾液腺损失，目前尚无有效疗法。近年来，随着组织工程与干细胞领域的研究进展，干细胞治疗为放射性口干症提供了新的策略。本文就干细胞修复放射性唾液腺损伤的研究进展做一综述。

干细胞;放射性口干症

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

放射性口干症(radiation-induced xerostomia)是指接受放疗的头颈部肿瘤患者因其唾液腺受到照射后发生不可逆性损伤而导致的唾液分泌量减少，可引起沟纹舌、猛性龋、进食困难、胃肠疾病、口腔黏膜疾病并发症。据统计，每年约有50万患者诊断为头颈部肿瘤并接受放射治疗，因放射治疗所导致的唾液分泌功能障碍严重影响了患者的生活、生存质量［1］。由于涎腺组织是一种高度分化的组织，且对放射线高度敏感，头颈部常规剂量的放疗即可导致腺体组织的不可逆性损伤［2］。目前对放射性口干症的患者主要采用人工唾液替代疗法［3］。近年来随着干细胞在再生医学领域的研究进展，为涎腺组织损伤的修复提供了新的可能［4］，本文就干细胞治疗放射性唾液腺损伤的研究进展作一综述。

1 涎腺组织来源细胞

放射性口干症主要是因为腺体组织受到放射性照射后腺泡细胞萎缩、腺泡死亡、唾液流量减少所造成的。因此在研究的初期，学者们首先考虑采用涎腺组织来源的细胞进行再生方面的研究。

1.1 颌下腺永生化细胞系

腺泡细胞为极性细胞，不便于培养与传代，Quissel等［5-6］采用质粒转染法将SV40病毒导入大鼠颌下腺组织细胞中建立了两株永生化细胞系。该细胞能成功克隆出肌上皮细胞、导管细胞、鳞状上皮细胞和腺泡上皮细胞株，并具有较强的传代增殖活性，但由于“永生化”是恶性肿瘤细胞的特性，这使得学者们不得不质疑永生化细胞系的安全性。Aframian等［7］为了解决这个问题，应用复制缺陷重组逆转录腺病毒载体转染腺泡细胞，使其表达单纯疱疹病毒胸苷激酶自杀基因，从而提高了永生化细胞的生物安全性。有研究表明，永生化的细胞在体外不能合成紧密连接相关的重要蛋白ZO-1、occludin、claudin-1和claudin-2，因此也不能形成液体分泌所必需的渗透压［8］，以及细胞间的紧密连接，所以不能形成极性单层组织，而这种极性单层组织则是人造涎腺器官所必须的。

1.2 涎腺上皮细胞

涎腺上皮细胞(Salivarygland epithelial cells)也是学者们探索的另一个途径。由于体外培养的涎腺上皮细胞在传代和增殖性方面均较差，不能长期保持细胞的生物活性。有研究者开始探索通过在培养基中添加有利于上皮生长和分化的因子等方法来进行涎腺上皮细胞的体外培养。Miho等［9］发现，在培养体系中加入异亮氨酸、色氨酸等必需氨基酸能增强小鼠颌下腺细胞染色体结构的稳定性，并促进细胞的传代生长。Sabatini等［10］在成纤维细胞滋养层上接种猴的涎腺上皮细胞，经过5次传代培养仍能检测到淀粉酶活性，表明该方法培养的涎腺上皮细胞虽经5次传代仍能保持其生物活性。虽然学者们为涎腺上皮细胞的长期传代做出了巨大的努力，但因其为高度分化的组织，体外培养增殖受限，很难在临床上推广应用。

1.3 涎腺干细胞(Salivarygland stem cells)

随着干细胞研究的迅速发展及多种干细胞的分离和鉴定，越来越多的研究者开始关注涎腺腺泡中是否也存在干细胞。Sugito等［11］(2004)首次从大鼠颌下腺中分离出了涎腺祖细胞，并将之进行萎缩腺泡的原位注射和示踪，结果显示:注射4周后PKH26标记的涎腺上皮细胞存在于萎缩的腺泡中，且大部分分布于腺泡和导管部位，而正常的涎腺腺泡中未发现涎腺上皮细胞。Kishi等［12］采用单克隆实验对培养的小鼠颌下腺细胞进行了分离培养，并证实了幼鼠和成年鼠的颌下腺细胞中均存在涎腺干细胞或前体细胞。Lombaert等［1］也发现小鼠颌下腺细胞中存在干细胞，并初步证实干细胞处于腺泡组织内的导管部位;将该细胞扩增后移植到小鼠受损的涎腺组织中，可使涎腺的分泌功能有所 恢 复。Nanduri 等［13］、Lombaert 等［14］、Pringle等［15］也从小鼠的颌下腺细胞中成功分离出并阳性表达的c-Kit、CD133、CD49f和 CD24干细胞;将该类细胞注射于小鼠被放射性损伤的颌下腺局部后，能部分改善其颌下腺的功能。

Feng等［16］应用人涎腺良性肿瘤切除后的剩余组织细胞进行体外培养，发现所培养的细胞与上述培养的小鼠涎腺组织来源的细胞非常相似，同时还发现这种球状细胞c-Kit+表达阳性，在体外具有自我更新的潜能，说明其具有干细胞的特点。以上结果提示，人的涎腺组织可能会有干细胞，而这种干细胞可能会有再生的潜能。

虽然涎腺干细胞在实验室阶段对受损的涎腺有一定的修复作用，但头颈部肿瘤患者多为中老年人，其腺体已趋于萎缩，并且增殖能力也大大降低，加上经历头颈部放射治疗后，很难获得足够的自体来源的腺泡干细胞样种子细胞。所以涎腺组织再生研究的重要课题仍是寻找合适的种子细胞。

2 胚胎干细胞

胚胎干细胞(embryonic stem cells，ESCs)因其具有多向分化的潜能，理论上应该能分化为腺泡细胞，但由于其成瘤性和伦理学的争议等问题还有待解决，所以在组织工程方面的应用受到了限制。

3 骨髓来源干细胞

骨髓基质干细胞(bone marrow-derived cells，BMDCs)是存在于骨髓基质中的可在特定条件下分化为多胚层起源组织的非造血干细胞，因其具有多向分化的潜能，一直是干细胞研究领域的焦点，并被认为是组织工程较为合适的种子细胞来源。

吕汉孝等［17］发现，用颌下腺细胞裂解液能体外诱导小鼠BMSCs分化为具有分泌α-淀粉酶蛋白能力的腺泡样细胞。黄晓明等［18］将SD大鼠的BMDCs与涎腺腺泡细胞进行共培养时发现，共培养1周后约有30%的BMDCs分化为腺泡样细胞;共培养2周后腺泡样细胞的比例达到约50%。Maria等［19］将成人的BMDCs与涎腺活体组织进行共培养时发现，20%～40%的BMDCs成功分化为涎腺腺泡样细胞，说明此细胞能在一定条件下可分化为涎腺腺泡细胞，从而为干细胞治疗放射性涎腺损伤提供了理论基础。Sumita等［20］研究表明，将BMDCs经静脉输入放射性损伤涎腺的小鼠模型后，能部分恢复小鼠涎腺的分泌功能。Lim等［21］用15Gy放射线照射小鼠建立放射性涎腺损伤的模型，并在其颌下腺局部直接注射BMDCs，结果显示:实验组的唾液分泌量比对照组高出了41%，其腺体的质量也有所增加;组织学分析发现:实验组的腺体组织中可见具有分泌功能的腺泡，仅有少量的凋亡细胞。上述研究结果提示，BMDCs在放射性涎腺损伤防治中可能会发挥作用。

4 脂肪来源基质干细胞

脂肪来源基质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells，ADMSCs)是另外一种成体干细胞的有效来源，经微创手术就可从捐献者的体内抽离，而且脂肪组织比骨髓组织的间充质干细胞密度要高［22］。因此ADMSCs已被广泛用于组织工程领域和其他再生医学领域。

Kojima等［23］将 5 ×106个 ADMSCs原位注射到放射性唾液腺损伤小鼠的腺体，每周1次，连续注射5周后发现，实验组小鼠的唾液流量可恢复到正常小鼠的75%，而对照组小鼠的唾液流量仅为正常小鼠的 50%。Lim等［24］通过尾静脉注射ADMSCs，也获得了类似的研究结果，即实验组的唾液流量比未注射细胞的对照组显著增加;HE染色显示，实验组的腺泡数比对照组有所增多;免疫组化分析显示，实验组的颌下腺组织中淀粉酶含量高于对照组。然而，ADMSCs应用于放射性涎腺损伤的研究目前尚处于体外实验和动物实验阶段，尚未有临床实验的相关报道，此细胞能否用于人的放射性涎腺损伤及其作用机理还有待进一步研究。

5 脐带间充质干细胞

脐带间充质干细胞(Umbilical-cord MSCs，UCMSCs)是从脐带的胶样胚胎结缔组织(即华氏胶)中分离提取的间充质干细胞［25］。人的UCMSCs不仅具有无限增殖的特性，同时还具有取材方便、分离培养方法简便、细胞获得率高、免疫原性低、无伦理道德争议等优点。

Xu等［26］发现，人的 UCMSCs在治疗舍格伦综合症方面有显著的疗效。临床实验证明，在给舍格伦综合症患者静脉注射UCMSCs12个月后，其唾液流量比注射前增加了约160%。其机制可能与UCMSCs的免疫调节功能有关，这种免疫调节功能为临床上的免疫系统疾病的治疗提供了新的可能。目前虽尚无关于UCMSCs治疗放射性涎腺损伤的报道，但Xu等的研究为我们提供了一种可能。不过UCMSCs是否可以用于涎腺组织工程?是否可分化为腺泡细胞?其作用机理如何?均有待进一步研究。

综上所述，干细胞研究的进展是再生医学的基础，目前已有不同来源的干细胞用到了再生医学领域。但种子细胞的来源、分离及培养，各类干细胞能否被诱导分化为腺泡细胞，或者能否从涎腺中成功分离培养到涎腺干细胞，从而找到合适的种子细胞，以及其治疗机制的探索等，都有待进一步研究解决。相信，随着干细胞研究的不断深入，其在临床的应用障碍必定会一一突破，其治疗放射性涎腺损伤也会变为可能。

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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

北京市自然科学基金(7142121，7152108)

张少梅(1986-)，女，汉族，河北石家庄人。硕士生(导师:欧忠辉)

徐小方，E-mail:dentistxxf@hotmail.com

·综述·