涎腺组织再生的研究进展

魏月端　左金华

【摘要】 涎腺导管阻塞性疾病及干燥综合征等导致的腺体萎缩是口腔颌面外科常见疾病，常导致患者唾液分泌减少，影响进食、吞咽等基本功能。因此如何治疗腺体萎缩、恢复腺体功能成为目前临床研究的热点之一。近年来，以恢复腺体形态和功能为目的的腺体再生技术逐渐发展起来，从基因、干细胞等方面为临床治疗口干症、舍格倫综合征、放射后涎腺损伤等疾病提供理论基础。现就目前涎腺组织再生的研究进展做一综述，提供治疗涎腺腺体萎缩性疾病的新思路。

【关键词】 涎腺再生； 干细胞再生治疗； 基因治疗； 组织工程技术

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2016.34.089 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2016）34-0159-04

Research Progress in Tissue Regeneration of Salivary Gland/WEI Yue-duan，ZUO Jin-hua.//Chinese and Foreign Medical Research，2016，14（34）：159-162

【Abstract】 Glandular atrophy due to salivary gland duct obstructive disease and Sjogrens syndrome is a common Oral and maxillofacial disease，which mainly leads to a decrease in salivary secretion，impacting on the life quality of patient.Currently，it is a hot issues in clinical research that how to cure glandular tissue atrophy disease.In recent years，gland regeneration technology，to restore the shape and function of the gland，has gradually developed.It has provided a theoretical basis for the clinical treatment of xerostomia，Sjogren's syndrome，salivary glands after radiation injury.Now the authoe，s do the review on the current research methods to provide a new way to treat the atrophy disease for salivary gland.

【Key words】 Salivary gland regeneration； Stem cell-based therapy； Gene therapy； Tissue engineering

First-authors address：Affiliated Hospital of Binzhou Medical University，Binzhou 256600，China

唾液腺对保持口腔健康至关重要，主要通过分泌的唾液维持和调节口腔内各组织的功能[1]。当涎腺腺体萎缩、分泌功能降低时可严重影响语音、进食等生理功能，甚至导致龋病和牙周病[2]，不仅影响美观，还严重降低人们的生活质量，对人类生活造成极大不便。当前，临床治疗腺体萎缩的方式多为保守治疗：如人工唾液、M受体激动药、理疗等，这些只能减轻患者不适感，不能根治疾病。因此，研究采用新型的方法促进萎缩的腺体恢复正常功能是当今医学面临的重要课题。近来，腺体再生技术逐步发展起来，并已取得较大进展，特别是在毛囊、牙齿、泪腺等一些外胚层器官和组织取得良好效果[3]，该项技术的研究为口干症患者提供新型治疗方式，有望从根本上解决腺体萎缩带来的问题。特别是成人干细胞治疗研究已经从动物实验逐步过渡到临床实验[4]。腺体再生过程依赖于腺体的生理功能及发育过程，有报道指出，腺体发育完成后，其干细胞主要存在于导管系统，现就腺体再生与其生理功能及发育的关系和再生技术的研究进展做一综述。

1 涎腺生理功能与涎腺疾病

涎腺属于外分泌腺，包括三对大唾液腺及很多分布于口腔黏膜下的小唾液腺。涎腺主要的功能是产生和分泌唾液，以此维持口腔内微环境的平衡。因此，涎腺功能的完整性是语言、吞咽、消化、抗菌、保护口腔黏膜、预防猛性龋等功能的基础，也是人类对于涎腺功能最基本的要求。目前，涎腺炎症、涎石病等疾病导致腺体分泌部分萎缩、腺体纤维化，引起口干、龋病、消化不良、面部畸形、言语障碍、进食障碍等，严重影响着人类的生活质量。随着医学技术的不断发展，已经掌握了大部分涎腺疾病的发生机制及病理变化，为临床治疗涎腺疾病提供理论依据；但是，根据目前的医疗水平，还无法在保存腺体的前提下治愈阻塞性涎腺疾病、涎腺囊肿、舍格伦综合征等疾病。尤其是增龄性腺体萎缩，目前尚无有效方法改善患者现状。一些学者的研究已成功建造腮腺萎缩模型，发现腮腺萎缩后腺泡和导管萎缩的规律，但还未发现如何促进萎缩的腺体再生[5]。一些临床数据显示，经放射治疗后的口干症患者，口干症状在1年后有明显改善，部分腺体恢复分泌唾液功能，提示腺体有自我修复功能[6]。一些学者报道已直接观察到唾液腺腺泡细胞自我复制过程[7] ，腮腺主导管结扎再通后，腺体功能有不同程度的恢复，推测与腺体自我修复功能有关，萎缩腺体内可能残留部分有增殖潜能的细胞，导管再通后，腺泡细胞由剩余的导管细胞形成，并逐渐分化增殖，以恢复原有的腺体形态及功能。这也解释涎石病等导管阻塞性疾病术后腺体功能恢复的原因。但是，如果涎腺萎缩较严重，导致自我修复功能丧失，则可能无法完成腺体损伤的自我修复，严重影响人类基本生活要求。现在，寻求一种既能治疗疾病，又不会出现导管结扎后或者腺体切除后腺体功能降低导致的负面效应的新型治疗方法是当代医学发展的迫切要求。

2 涎腺的发育与涎腺再生的关系

唾液腺的胚胎发育过程较为复杂，与间充质-上皮相互作用密切相关。Tathyane等[8]的研究证实，在人类唾液腺形态发生过程中，有多种凋亡因子参与，并对其腺腔的形成起到关键作用。涎腺发育完成后，在闰管、排泄管保留了一部分干细胞，Takahashi[9]结扎腮腺主导管后再通，成功创造腮腺萎缩后再生的大鼠模型，经实验发现，腮腺再通过程中，肌上皮细胞的表达情况及分布规律与涎腺发育过程中肌上皮细胞的表达分布相似。由此推测，涎腺组织再生与涎腺发育存在着某些关联，涎腺发育机制可能为涎腺的萎缩与再生的研究提供理论依据。

3 涎腺组织再生的研究方法及进展

3.1 干细胞再生治疗

生理状态下，成熟个体内干细胞数目很少，涎腺组织通过自我复制的方法修复组织损伤；但是如果组织损害较严重，如腺体萎缩、放射性涎腺损伤等，组织则丧失自我修复功能，需要采用外在因素干预组织修复。干细胞再生治疗技术是目前恢复腺体功能较为热门的研究方法之一，也是再生治疗的基础。目前，采用干细胞移植修复受损的组织已成为当今再生治疗的潮流[10]。大量研究已证实：唾液腺导管系统中存在着表达干细胞阳性标志的细胞[11]，且将该细胞移植到经放射线照射过的小鼠颌下腺，可以恢复腺泡形态及分泌功能。这一发现确实取得较大进步，但是，由于涎腺萎缩，干细胞数目减少，再者，放射线不仅造成腺泡数量减少，而且破坏唾液腺的干细胞池，分离出的干细胞数目难以满足治疗需求，再加上获取细胞的部位、状态不同，培养细胞的条件也不同，这样极不利于临床治疗。因此，研究的重点需要转移到数量较大、易获取的组织。鉴于牙髓间充质细胞与涎腺间充质细胞胚胎起源一致，理论上可作为涎腺组织再生的干细胞来源。但是，研究发现牙髓间充质细胞虽然可以再生涎腺组织各部分结构，但是却不能恢复神经支配功能[12]。这也是当前研究的热点问题之一。一些学者提出采用骨髓间充质细胞再生涎腺组织[13]。体外培养髓质间充质细胞发现其可分化成上皮细胞，移植到萎缩腺体后，可重建腺体功能。科学家Schwarz[14]使用干细胞输注替代法将骨髓间充质细胞注入到有炎症的颌下腺，发现白细胞和巨噬细胞表达增强，证实骨髓间充质细胞具有增强经放疗后损伤的唾液腺干细胞再生能力。随着研究的深入，更多来源的干细胞逐渐被发现。Ogawa[15]明确肯定来源于成人涎腺组织的干细胞，如c-kit和sca-l-positive（干细胞抗原1阳性细胞），可以修复损伤的腺泡，并恢复部分唾液分泌功能。但是，截止到目前，干细胞诱导唾液腺上皮-间充质相互作用的潜力还未见报道。干细胞再生治疗术适应症广泛，随着医学技术的发展和该项技术的逐渐成熟，有望解决现今难以攻克的医学难题。

3.2 组织工程技术

组织工程技术近年来兴起较快，以细胞生命学与材料科学的原理和技术为基础，在修复组织创伤，重建组织功能方面取得了一定的研究效果。该项技术对原代细胞的挑选要求较为严格，以取自同源性细胞植入患者体内免疫原性风险最小。再者，生物材料组成的支架孔径大小对细胞的增殖、分布、组织形成也很重要[16]。早期，一些学者建议支架的孔径为200～400 μm时机械性和功能性最佳，随着研究的深入，又提出孔径最多200 μm在聚酯膜上组织形成效果最好。目前看来，孔径的大小主要取决于修复组织的类型。于佳鑫等[17]指出支架材料还应根据不同组织的特性进行选择，如角膜上皮的生物材料（支架）必须具有较高的透明度、适度通透性和机械强度。针对支架材料的选择，研究者也持有不同态度。一些研究者发现，采用胶原海绵支架培养的脂肪组织来源的干细胞已成功形成，表明支架材料对组织的生长质量有显著的作用[18]。一些学者发现采用透明质酸水凝胶支架混合腮腺细胞后植入一侧已切除3/4腮腺的裸鼠，有CD44高表达，证实腮腺再生的潜力[19]。但是，水凝胶材料有个弊端，当水凝胶材料初凝时，分散的单个唾液腺上皮细胞不能稳定的组装形成腺泡样结，并且在这个密集的支架中，细胞增殖和迁移难以正常发生[20]。生物材料的选择有待于进一步探讨。另有科学家实验发现颈部肿物放疗后损伤的颌下腺经过聚（乙二醇）水凝胶组织工程技术可恢复腺体再生能力[21]。近期，Connell等[22]科学家发明手持式3D打印笔，以水凝胶材料做“墨水”来携带、支持干细胞，提高了细胞生存率，并成功于术中进行个体化的软骨移植，极大的促进了组织工程技术的发展，有望解决外科手术等原因造成的器官缺损。随着生物材料学及生物支架材料的不断变化发展，如壳聚糖（通过调节基底膜成分促进涎腺组织形成）等也相继有报道。尽管目前生物材料的研究存在着些许障碍，但是在长期恢复唾液腺功能方面，生物仿生材料组织工程具有独特的优势。有的学者提出，上皮细胞、间充质细胞、神经、血管之间的通信对涎腺组织的维持和发育是必要的[23]，唾液腺组织工程技术要寻求模仿腺体的自然发展，在结构和功能的基础上恢复腺体，Ogawa等[24]观察采用生物工程技术植入的颌下腺的神经分布及分泌唾液的誘发电位发现，交感神经、副交感神经、刺激唾液分泌的传入神经功能都已恢复，预示着组织工程技术再生器官的研究具有重要的临床意义。目前看来，原代细胞+生物支架（包含营养物质）的组织工程模式在唾液腺疾病的治疗上前景较好。相信随着医学技术的进步，组织工程技术将更加完善，为人类解决器官再生的难题。但是，随之带来的巨额医疗费用、伦理观念等也是目前迫切需要解决的问题。

3.3 基因治疗

舍格伦综合征（Sjogren syndrome，SS）是多发于中年女性的自身免疫疾病，主要引起口干、眼干，严重影响语音、吞咽、视物等功能，另有部分患者伴有结缔组织疾病，甚至少部分舍格伦综合征患者可发生恶变，导致恶性淋巴瘤（尤其是原发性或者伴有腺体肿胀的舍格伦综合征）和巨球蛋白血症，严重影响人类生活质量。Alam[25]观测到，静息和应激状态下，血清中存在水通道蛋白5免疫球蛋白A抗体（anti-Aquaporin 5 Immunoglobulin A，anti-Aqp5 IgA）舍格伦综合征患者唾液流量较低，证明Aqp5可能控制唾液的产量和成分。随后Krane[26]的小鼠实验证实，Aqp5可以通过增加唾液腺腺泡细胞膜的通透性和个别细胞的体积来调节唾液分泌，同时，缺乏Aqp5基因的小鼠包括血清电解质量在内的整个正常生理状态的体液平衡未见异常改变。另有实验报道，采用腺病毒介导的Aqp5基因注入放射损伤后的大鼠颌下腺，腺体分泌功能恢复到正常值的25%。由此看来，Aqp5基因可以作为一个较为彻底的方法治疗舍格伦综合征等疾病，弥补传统治疗方法的不足。Lai[27]研究团队发现，水通道蛋白1（Aquaporin1，Aqp1）基因治疗已成功恢复舍格伦综合征小鼠模型唾液流动，进一步验证基因治疗口干症的可能性。放射性涎腺萎缩者，不只腺泡萎缩，副神经神经元细胞也会凋亡，而神经营养因子可以使用基因治疗来解决神经元凋亡的问题[28]。但是，基因治疗绝不是盲目地增强某个目的基因的表达，要考虑对宿主整体的影响及治疗效果，保证转移-表达系统绝对安全，判断选取最佳目的基因。在治疗疾病的同时，尽量规避治疗带来的负面影响。

3.4 細胞信号通路的调控

细胞凋亡和增殖受到严格的调控，涉及一系列的基因的表达、激活、调节和引导，以此来维持机体内环境的稳定。当凋亡作用受到抑制或破坏时，细胞会无限制的增殖，形成肿瘤或者造成自身免疫性疾病。唾液腺疾病病理检测发现，腺体内有凋亡促进相关蛋白：bax、P53、fas、TNF等和凋亡抑制基因：bcl-2、bcl-x、survivin等。Akt/MDM2/P53通路分析主要集中在利用组织培养细胞中的瞬时转染研究，是负责细胞凋亡的信号通路。Limesand[29]研究发现，AKT可磷酸化下游MDM2，使其转移到细胞核并结合P53，负调控P53转录活性，导致P53依赖途径抑制，阻止细胞凋亡。另有研究发现[30]，IGF-1静脉注射后五分钟即可大量激活AKT，预先注射IGF-1后再行射线治疗的小鼠的凋亡细胞比未注射组明显减少，并且增殖细胞核抗原（Proliferating Cell Nuclear Antigen，PCNA）表达量明显增加，表明IGF-1具有射线防护作用，可作为抑制细胞凋亡研究的热点。Hai等[31]实验发现，在结扎颌下腺排泄管后诱导腺体功能性再生的过程中，wnt/β-catenin信号通路可强制激活基底上皮细胞促进唾液腺干细胞的增殖，在乳受腺辐试验中，可以通过抗凋亡基因survivin表达以提高乳腺干细胞免抗辐射作用。证明其在修复和激活成人干细胞方面是非常重要的。细胞信号通路的调控可以通过抑制或激活某些信号的活性进行，已达到促进涎腺组织增殖、恢复腺体功能的目的，由于再生组织类型及使用信号通路不同，目前调控细胞信号强度还没有统一标准，其在人体内的表达及效果较少报道，主要是动物实验阶段。

综上所述，腺体再生技术在治疗涎腺萎缩性疾病，特别是口干症方面发挥了重大作用，虽然有些技术还未投入临床治疗，但是其在动物实验阶段表现出的强大再生潜力为临床治疗提供了新思路。相信随着医学技术及材料学的发展，组织工程技术、干细胞技术等逐渐完善，腺体再生技术必将为临床治疗提供新的方法。再生治疗医学将成为下一步医学研究的热点，具有较好的应用前景。

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（收稿日期：2016-08-29）