脂肪干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀

1、脂肪干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀脂肪干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀近年研究結(jié)果顯示，在脂肪組織中含有大量的具有多向分化潛能及自我復(fù)制能力的間充質(zhì)干細(xì)胞，稱為脂肪干細(xì)胞（ADSC瓦他們來(lái)源廣泛、取材容易，具有向脂肪、骨、軟骨、肌肉、內(nèi)皮、造血、肝、胰島和神經(jīng)等多種細(xì)胞方向分化的多分化潛能，有希望成為組織工程新的種子細(xì)胞1。因脂肪干細(xì)胞具有分化為脂肪的潛能，且其具有易獲得性、可迅速擴(kuò)增、不衰老等特點(diǎn)，目前脂肪干細(xì)胞已經(jīng)成為脂肪組織工程中組織細(xì)胞的研究熱點(diǎn)。一.ADSCs的一般生物學(xué)特性1.培養(yǎng)的ADSCs大部分于24h內(nèi)即貼壁。細(xì)胞呈圓形，有小的胞質(zhì)突起，72h后大多數(shù)細(xì)胞有胞質(zhì)突起，成梭形，1周后以梭形細(xì)胞為主，胞質(zhì)豐富

2、、核大、核染色質(zhì)細(xì)、核仁明顯。傳代后，細(xì)胞呈平行或旋渦狀生長(zhǎng)，形態(tài)上與骨髓來(lái)源的間質(zhì)干細(xì)胞沒(méi)有區(qū)別2。2.Dominici等3提出根據(jù)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限定間充質(zhì)干細(xì)胞：能黏附到塑料制品上；具有向成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞分化的多向分化潛能及特殊的表面抗原表達(dá)。二.ADSCs的分離與培養(yǎng)1.吸脂術(shù)產(chǎn)生的脂肪吸取物是自體ADSCs的理想來(lái)源，從脂肪吸取物原代培養(yǎng)得到的細(xì)胞稱為脂肪基質(zhì)微管碎片細(xì)胞（SVFL這種細(xì)胞不僅含有脂肪干細(xì)胞，還包括內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、白細(xì)胞、造血干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞等4。常用的方法是將剪碎的脂肪組織消化離心，傾去上層脂肪及上清，獲得基質(zhì)血管層，將其收集到培

3、養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，除去未貼壁的紅細(xì)胞和殘?jiān)?，剩余的?xì)胞群體稱為加工過(guò)的脂肪吸取物。原代培養(yǎng)的細(xì)胞中貼壁的細(xì)胞較少，細(xì)胞生長(zhǎng)至融合后傳代，傳代后的細(xì)胞稱為脂肪干細(xì)胞。平均每300mL脂肪組織可獲得210610個(gè)這樣的細(xì)胞。在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，ADSCs通過(guò)與塑料培養(yǎng)皿粘附而與其它細(xì)胞分離5,但是成纖維細(xì)胞也會(huì)和塑料培養(yǎng)皿壁粘附，所以，一些批評(píng)意見(jiàn)指出，如果存在造血干細(xì)胞污染，那么細(xì)胞分化的來(lái)源就不是單一的。2. 體外培養(yǎng)條件下，ASC的培養(yǎng)不像BMSC對(duì)培養(yǎng)基中胎牛血清的來(lái)源和質(zhì)量有嚴(yán)格要求，DMEMaMENRPMI1640是ASC的常用培養(yǎng)基。一般只添加體積分?jǐn)?shù)為10%的胎牛血清，并且血清無(wú)生產(chǎn)批號(hào)限

4、制。在傳代培養(yǎng)中，平均倍增時(shí)間為60h。并表現(xiàn)低水平衰老，1代時(shí)細(xì)胞沒(méi)有出現(xiàn)衰老現(xiàn)象，10代時(shí)少于5%細(xì)胞出現(xiàn)衰老，15代時(shí)衰老細(xì)胞比例仍低于15%,這表明脂肪ASC體外擴(kuò)增能力很強(qiáng)，傳代培養(yǎng)易于獲得大量有分化能力的細(xì)胞。3. 同種異體富血小板血漿（PRP提取液是一種天然的促細(xì)胞增殖物質(zhì)，為細(xì)胞生長(zhǎng)的體外擴(kuò)增提供營(yíng)養(yǎng)成分和生長(zhǎng)因子，可顯著促進(jìn)ADSCs體外增殖，較胎牛血清的作用更佳，可作為良好的胎牛血清替代品用于快速擴(kuò)增組織工程種子細(xì)胞6。三.ADSCs的保存1.常規(guī)的細(xì)胞低溫保存技術(shù)對(duì)hADSCs的影響：據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，采用常規(guī)的細(xì)胞低溫保存技術(shù)對(duì)hADSCs的體外增殖及成骨能力無(wú)明顯影響。但組

5、織工程骨組織的最終形成過(guò)程是在體內(nèi)完成的，尚不能說(shuō)明低溫保存的hADSCS在體內(nèi)成骨能力是否會(huì)發(fā)生改變7。2. -70c一步法凍存：張付偉等8通過(guò)簡(jiǎn)化凍存過(guò)程，將凍存管用脫脂棉包裹后放人泡沫板凹梢，以另一塊板覆蓋，直接置入-70C冰箱保存，做相關(guān)的隨機(jī)分組對(duì)照試驗(yàn)。結(jié)果顯示-70C一步法凍存與常規(guī)-70C凍存無(wú)明顯不同，細(xì)胞凍存后仍保持較局成活率，達(dá)91%左右?？梢?jiàn)-70C一步法凍存是一種保存hADSCs的有效方法，簡(jiǎn)便快捷、易于操作，沒(méi)有改變細(xì)胞的生物學(xué)特性，活力、增殖力未受影響，為hADSCs的研究和應(yīng)用提供了良好保障。3. 綜合上述兩點(diǎn)，可使用-70c一步法凍存，但是低溫保存技術(shù)對(duì)hAD

6、SCs的影響有待通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究論證。四.ADSCs的鑒定1.Zuk等認(rèn)為，ASC可能由多種異源性細(xì)胞構(gòu)成，其中包括內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及前體脂肪細(xì)胞等。但部分學(xué)者采用流式細(xì)胞儀和間接免疫熒光等方法，分別以因子川、平滑肌蛋白、ASC的特異單克隆抗體鑒定ASC中是否存在內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及成纖維細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前兩種單克隆抗體抗陽(yáng)性染色的細(xì)胞比例較少，絕大多數(shù)ASC單克隆抗體陽(yáng)性染色的細(xì)胞，提示ASC主要由成纖維細(xì)胞以及來(lái)自間葉組織的細(xì)胞構(gòu)成，僅伴有少量?jī)?nèi)皮細(xì)胞與平滑肌細(xì)胞。雖然Zuk等認(rèn)為上述細(xì)胞在ASC中的含量甚低，不可能定向培養(yǎng)分化為其他組織細(xì)胞，但進(jìn)一步確認(rèn)和識(shí)別真正的ASC

7、的表面蛋白及其基因仍是必要的。2. Gronthos等已著手這方面的研究，并發(fā)現(xiàn)了在缺少分化刺激因此的條件下，表面標(biāo)志蛋白有HLAABCCD9、CDIO、CD13CD29CD34CIM4、CD54CD55、CD59、CD105CD146CD166;經(jīng)過(guò)14天的誘導(dǎo)培養(yǎng)后，ASC雖然發(fā)生了形態(tài)變化，表現(xiàn)出成脂肪細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞等分化特征，但表面蛋白的表達(dá)卻大致與未分化前一致，這些表面蛋白與BMSC的表面蛋白很相似。ASC和BMSC均表達(dá)CD13、CD29CIM4CD105均不表達(dá)CD31、CD34CIN5、HLA-DR雖然從分子標(biāo)識(shí)上看ASC和BMSC具有相同的表面黏附分子和受體分子，

8、但兩者仍有區(qū)別。ASC表達(dá)CD49d,而不表達(dá)CD106,BMSC則相反，造成這種區(qū)別的機(jī)制可能與細(xì)胞所處的微環(huán)境及具體功能有關(guān)。3. 間充質(zhì)干細(xì)胞沒(méi)有特異的表面標(biāo)志已得到公認(rèn)。免疫組化染色和流式細(xì)胞儀檢測(cè)等免疫表型結(jié)果對(duì)確認(rèn)脂肪干細(xì)胞有輔助作用，但鑒定脂肪干細(xì)胞的最好方法是進(jìn)行多系定向誘導(dǎo)，并進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)以確定誘導(dǎo)成功。5 .ADSCs的分化1.現(xiàn)有的研究表明，ADSCs在特定的誘導(dǎo)條件下，具有分化為同胚層來(lái)源的成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞，且跨越胚層分化為外胚層來(lái)源的神經(jīng)細(xì)胞、表皮細(xì)胞；內(nèi)胚層來(lái)源的肝細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、分泌胰島素的樣細(xì)胞等不同胚層來(lái)源細(xì)胞的潛能。6 .ADSCs的治療研究現(xiàn)狀

9、1.治療面部老化。Ali9發(fā)現(xiàn)在皮下注射脂肪組織會(huì)使皮膚年輕化，植入的脂肪組織存活后，不但有體積膨脹效果，而且合成了新膠原質(zhì)，使植入部位皮膚變得緊實(shí)，并且植入的脂肪組織在植入部位生成了新的血管，并形成了新的生理平衡。后期認(rèn)為脂肪組織中含有的ADSCs發(fā)揮了作用，具分化刺激大量I型膠原蛋白及少量V型和VI型膠原蛋白的生成、成纖維細(xì)胞的重組、分泌大量新的細(xì)胞基質(zhì)成分，從而修復(fù)原有的真皮斷裂，重建、修復(fù)皮膚結(jié)構(gòu)，達(dá)到消除皺紋的目的。2. ADSCs分化為表皮細(xì)胞對(duì)臨床上解決嚴(yán)重創(chuàng)傷，大面積燒傷患者的皮膚來(lái)源緊張問(wèn)題和促進(jìn)難愈創(chuàng)面的修復(fù)等問(wèn)題提供了很好的解決方法。但是在廣泛用于臨床之前，仍有許多問(wèn)題需

10、要解決，如免疫排斥反應(yīng)、向其他組織誘導(dǎo)分化研究等。另外，針對(duì)ADSCs的研究大多是在體外或者動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行，在人體內(nèi)復(fù)雜的各種體液因子調(diào)控下的狀況尚不清楚。隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的迅速發(fā)展，促生長(zhǎng)分化的各種生物因子以及模擬體內(nèi)微環(huán)境的細(xì)胞外基質(zhì)等均將成為研究熱點(diǎn)，這將為ADSCs成為現(xiàn)代表皮細(xì)胞組織工程學(xué)研究的理想種子細(xì)胞并將其最終用于以細(xì)胞為基礎(chǔ)的臨床治療提供前提和保障10。3. 脂肪干細(xì)胞在骨組織中的應(yīng)用：骨外傷、骨腫瘤和先天性畸形患者中常存在大面積的骨缺損。而修復(fù)材料的匱乏一直是臨床面臨的難題之一。傳統(tǒng)骨修復(fù)的材料，如肋骨和骼崎等自體骨，可獲取的組織量有限。且對(duì)取材部位造成損傷：磷灰石

11、和去礦化異體骨等異體材料，存在免疫排斥、疾病傳染及骨溶解等問(wèn)題。近年來(lái)，干細(xì)胞和骨組織工程研究的不斷深入，為臨床骨缺損的修復(fù)提供了新思路。脂肪干胞(Adiposederivedstemcell,ADSC)由于來(lái)源豐富且容易獲取，體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)其能分化形成骨樣組織，已成為骨組織工程的重要的種子細(xì)胞來(lái)源。4. 脂肪干細(xì)胞上皮分化在喉組織工程中的應(yīng)用：聲帶瘢痕是一個(gè)較難解決的臨床問(wèn)題，尚缺乏有效的治療手段，目前其主要的治療方法是向聲帶中注射填充物或細(xì)胞，試圖恢復(fù)聲帶淺層的振動(dòng)性。脂肪源干細(xì)胞與骨髓源間質(zhì)干細(xì)胞具有相似的遺傳特征，可以分化成外胚層和內(nèi)胚層細(xì)胞。研究構(gòu)建了聲帶黏膜的組織工程替代物，三

12、維的纖維蛋白和脂肪源干細(xì)胞的凝膠與聲帶的固有層和黏膜層有著相似的顯微結(jié)構(gòu)和特性。在研究中，成人脂肪源干細(xì)胞可以雙向分化成上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞系，并且具有組織結(jié)構(gòu)，表皮生長(zhǎng)因子和氣體界面是上皮分化的必備條件。研究結(jié)果初步表明，利用組織工程制作聲帶替代物是可行的11。綜上，ADSCs在面部老化修復(fù)、表皮移植、骨修復(fù)、喉組織工程等之中均有廣闊的應(yīng)用前景，但這項(xiàng)研究剛剛起步，對(duì)其在體內(nèi)復(fù)雜環(huán)境誘導(dǎo)分化的控制、異體移植時(shí)的免疫排斥反應(yīng)、提取純化以及具體運(yùn)用等方面仍存在很多問(wèn)題有待研究和完善。參考資料1ZUKPA,ZhuM,MizunoH,etal.Multilineagecellsfromhumanadi

13、posetissue:implicationsforcell-basedtherapies.TissueEng,2019,7:211-228.2趙寶成，王振軍，馬華崇等.脂肪干細(xì)胞的研究進(jìn)展J,中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2019,28(5):823-824.DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2019.05.069.3DominiciM,LeBlancK,MuellerE,etal.Minimalcriteriafordefiningmultipotentmesenchymalstromalcells.Theinternationalsocietyforcellulart

14、herapypositionstatement.Cytotherapy,2006,8;315-317.4TholpadySS,LlullR,OgleRC,etal.Adiposetissue:stemcellsandbeyondJ.ClinPlastSurg,2006,33(1):55-62.5OgawaR,Theimportanceofadipose-derivedstemcellsandvascularizedtissueregenerationinthefieldoftissuetransplantationJ.CurrStemCellResTher,2006,1(1):13-20.6韓超.不同濃度同種異體富血小板血漿提取液對(duì)脂肪干細(xì)胞體外生長(zhǎng)狀況的影響D.南昌大學(xué)，2019.7劉廣鵬，李宇琳，孫僉L周恒，崔磊.低溫凍存對(duì)人脂肪來(lái)源干細(xì)胞成骨能力影響的實(shí)驗(yàn)研究J.中國(guó)修復(fù)重建外科雜志，2010,1(10):1224-12278張付偉，韓培立，周朝元等.-70c一步法凍存人脂肪干細(xì)胞的可行性研究J.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，2019,29(10):1963.DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2019.10.029.9AliM,CharlotteL.Improvementofskinqua