ｉＰＳ细胞，而且所转变的ｉＰＳ细胞安全性更高，将来有望利用 脂肪干细胞培育人体所需的各种器官。斯坦福大学研究人 员发现，脂肪干细胞内两种转录因子的表达水平高于皮肤成 纤维细胞，这表明，在初始状态下，脂肪干细胞较皮肤成纤维 细胞更容易被诱导；研究人员在脂肪干细胞和皮肤成纤维细 胞中分别加入能够编码４种转录因子的基因后，约有
１
献
ｌｉｐｏｌｙｓｉｓ：ａ
５－ｙｅａｒ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ
Ｉｌｌｏｕｚ ＹＧ．Ｂｏｄｙ
ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ
ｂｙ
谢ｔｈ
２
ｏｖｅｒ
３０００
ｃａｓｅｓ．Ｐｌａｓｔ
Ｒｅｃｏｎｓｔｒ
Ｓｕｒｇ。１９８３，７２（５）：５９１—５９７ ａ１．Ｔｈｅ ｉｍｍｕｎｏｇｅｎｉｃｉｔｙ ｏｆ
ｉｎ
ＭｃＩｎｔｏｓｈ Ｋ，Ｚｖｏｎｉｃ
１９９９，２２１（１）：６３—７１ Ｚｕｋ ＰＡ，Ｚｈｕ Ｍ，Ａｓｈｉ Ｊａｎ
ｓｏｕｒｃｅ
Ｐ，ｅｔ
ａｌ，Ｈｕｍａｎ
ａｄｉｐｏｓｅ ｔｉｓｓｕｅ
ｉｓ
ａ
ｏｆ ｍｕｈｉｐｏｔｅｎｔ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ．Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ Ｃｅｌｌ．２００２，１３（１２）：
４２７９—４２９５
Ｇｒｏｎｔｈｏｓ Ｓ，Ｆｒａｎｋｌｉｎ ＤＭ，Ｌｅｄｄｙ ＨＡ，ｅｔ ａ１．Ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｕｍａｎ
疗效果。结果显示，虽然大鼠心脏在组织结构及功能分析上 未见明显改变，但免疫组化结果显示被移入心脏的脂肪干细 胞表达肌球蛋白重链、肌钙蛋白一１及转录因子Ｎｋｘ２．５，即表
基金项目：国家９７３计划资助项目（２００５ＣＢ５２２６０３）；国家自然科学 基金资助项目（３０６７２１７６，３０７３００９０，３０８００４４２） 通讯作者：付小兵（ｆｕｘｉａｏｂｉｎｇ＠ｒｉｐ．ｓｉｎａ，ｃｏｒｎ）
万方数据
明脂肪干细胞有向心肌细胞转化的趋势［１“。Ｋａｔｚ等Ｅ１１］将体 外扩增的人脂肪干细胞植入急性缺血／再灌注致急性心肌梗 死的裸鼠模型中，于再灌注２０ ｍｉｎ后将脂肪干细胞直接注 入体内，通过荧光标记的５一溴脱氧尿苷及细胞内的三氧化二 铁颗粒鉴定细胞形态的变化及对心肌结构的改善作用，通过 核磁在不侵害细胞的前提下确定注入体内的细胞的运动途 径，并对心肌结构及功能进行评估。结果显示，注入体内的 脂肪干细胞发生了表型的改变并表达与心肌细胞表型一致 的蛋白，此结果说明其对心肌结构及功能的改善有一定的促 进作用。最近日本的一篇报道从细胞表型、表达的蛋白及细 胞电生理特性等方面证实了从小鼠棕色脂肪组织中提取的 表达ＣＤ２９的脂肪干细胞能分化成心肌样细胞［１“。将绿色 荧光鼠的脂肪干细胞移植入急性心肌梗死的小鼠心肌中，以 超声心动图监测评估心肌功能，免疫组化结果显示。被移入 的脂肪干细胞表达内皮细胞、平滑肌细胞及心肌细胞的表面 标志物［７］，即证明脂肪干细胞能分化为心肌样细胞。 另外，Ｍｉｙａｈａｒａ等［１３］发现，脂肪干细胞通过单层生长修 复心肌组织。他从大鼠体内提取脂肪干细胞，并使用具有温 度敏感性的培养皿使细胞单层生长。结果显示单层生长的 脂肪干细胞较真皮层的成纤维细胞分泌更多的抗细胞凋亡 因子及一些重要的血管生成因子。将大鼠脂肪干细胞注入 到结扎冠脉的大鼠瘢痕化的心肌表面，４周后观察发现，与未 进行任何处理的对照组及单纯进行成纤维细胞治疗的动物 相比，经脂肪干细胞处理的心肌瘢痕形成明显减少，心脏的 结构及功能都明显改善；组织学分析证明移入的单层脂肪干 细胞能在梗死的心肌表面形成一层增厚的组织层，该组织层 包括新生的血管及一些心肌细胞。另外Ｓｏｎｇ等［１４］证实血 管内皮生长因子是人脂肪干细胞在向心肌细胞转化时的一 种重要因子，这些转化步骤伴随着人脂肪干细胞高表达血管
感染、炎症、修复２０１０年６月第１ｌ卷第２期
・综
述・
脂肪干细胞在再生医学中的研究进展及应用前景
沙德潜“２
白晓东３ 付小兵２
１０００４８；
（１．武警医学院附属医院，天津３００１６２；２．解放军总医院第一附属医院，北京 ３．武警总医院烧伤整形科，北京
１０００３９）
组织工程和再生医学是一门包含多种生物学技术的新 兴交叉学科，是运用生物材料、生长因子和干细胞等方面的 知识来使临床上损伤组织与器官得以修复与重建的科学，是 一个多学科领域。虽然人们在生物材料和生长因子方面取 得了一定成就，但再生医学专家仍寄希望于在干细胞研究上 取得突破。研究发现脂肪干细胞具有良好的多向分化潜能， 且取材容易，抽取时对机体伤害小并具有高度自我更新能 力，而且还可避免伦理问题，是一种理想的成体干细胞。本 文就脂肪干细胞在分离、免疫表型、作用机制方面的研究进 展以及在再生医学中的应用前景综述如下。
２脂肪干细胞的免疫表型
２００
４脂肪干细胞在再生医学中的应用
４．１
ｒ／ｒａｉｎ
脂肪干细胞向心肌转化的研究
近期的许多重要的发
现表明了干细胞移植在急性心肌梗死和慢性进展性心脏病 治疗中的重要作用。虽然大部分心血管疾病细胞治疗的研 究使用的是肌原细胞或骨髓来源的细胞，但研究显示脂肪干 细胞也应是一种可供选择的理想的细胞。人们最初用转基 因鼠的脂肪干细胞治疗心肌损伤大鼠模型［１…。在离体研究 中，使用５一羟色胺能够诱导脂肪干细胞表达各种心肌特异性 标志物增多。在体实验中，在损伤大鼠心脏功能后迅速将未 诱导的同种异体大鼠的脂肪干细胞注入到受损心肌的左心
室内，并在手术后１４ ｄ对心脏结构进行组织学观察，评估治
虽然脂肪干细胞的大部分免疫表型已经被测出，但脂肪 干细胞表达的表型在传代及贴壁过程中会发生变化［２］。经 过两次以上的传代培养，脂肪干细胞表现出特征性的黏附及 受体分子、表面标志、细胞外基质、细胞骨架蛋白质及兼有基 质细胞表型的蛋白（如ＣＤ４４、ＣＤ４９ｄ等）。由于脂肪干细胞 与骨髓来源的间充质细胞Ｈ】及骨骼肌来源的细胞【４１有相似 的免疫表型，且直接对比人脂肪于细胞与入骨髓干细胞的免 疫表型有９０％是相同的［５］，因此最初发现脂肪干细胞时，人 们几乎无法确认这种细胞究竟是一种新的干细胞还是在实 验操作过程中误将骨髓干细胞当作脂肪干细胞。然而随后 的研究证实脂肪干细胞与骨髓干细胞表达的表面蛋白有所 不同。如脂肪干细胞在传代早期就表现为ＣＤ３４阳性而骨
ｃｅｌｌｓｎ ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ ａｎｄ
ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ
ｅｒａ
ｄｉｓｐｌａｙ ｃｅｌｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｌｕｓｔｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｍａｒｋ—
Ｅｘｐ
ｅｄｌ０，ｃｄｌ３，ｃｄ５６，ａｎｄ ＭＨＣ ｃｌａｓｓ－ｉ。Ｐｒｏｃ Ｓｏｃ
Ｂｉｏｌ Ｍｅｄ，
９ ８
ｃｅｉｌｓ
ｓｕｐｐｏｒｔ
ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｂｕｔ ｎｏｔ ｓｅｌｆ－ｒｅｎｅｗａｌ ｏｆ
ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒｓ．Ｊ Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００６，２０８（２）：２８２－２８８ Ｔｉｍｐｅｒ Ｋ，Ｓｅｂｏｅｋ Ｄ，Ｅｂｅｒｈａｒｄｔ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｈｕｍａｎ ａｄｉｐｏｓｅ
Ｓ，Ｇａｒｒｅｔｔ Ｓ，ｅｔ
ｈｕｍａｎ ａｄｉｐｏｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｃｅｌｌｓ：ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｎｇｅｓ Ｃｅｌｌｓ，２００６，２４（５）：１２４５－１２５３
３
ｖｉｔｒｏ．Ｓｔｅｍ
内皮生长因子，并且能被抗血管内皮细胞生长因子所抑制，这 也说明体内可能存在一种旁分泌的机制。尽管人们在脂肪干 细胞向心肌细胞转化方面取得了上述值得欣慰的结果，但用 细胞疗法治疗心脏方面的疾病仍存在很多有待解决的问题。 ４．２脂肪干细胞向平滑肌细胞转化的研究在离体实验 中，脂肪干细胞能表达与平滑肌细胞一样的表型如平滑肌肌 球蛋白、肌钙蛋白及ＳＭ２２［１“。增加与脂肪干细胞向平滑肌 细胞转化相关的转化生长因子的量可以使脂肪干细胞表达 平滑肌细胞相关标志物［１５１。Ａｂｄｅｒｒａｈｉｍ－Ｆｅｒｋｏｕｎｅ等［１６３在 对具有前脂肪细胞的ＳＤ大鼠的研究中发现。大鼠表达主动 脉羧肽酶样蛋白，这种蛋白的表达是脂肪干细胞向平滑肌细 胞分化的一种结果。另外，机械刺激也能影响脂肪干细胞诱
细胞‘“、神经样细胞‘“、胰腺细胞‘“、成骨细胞［９ ３及骨骼肌细 胞‘５１等。
脂肪干细胞最早是由Ｒｏｄｂｅｌｌ和Ｊｏｎｅｓ通过胶原酶消化 大鼠脂肪的方法获取的，随后的研究表明脂肪干细胞还能通 过机械分离法和组织块接种法等方法获取，但目前常用的方 法仍是酶消化法。与其他干细胞相比，脂肪干细胞取材容 易，可以简单地从吸脂手术中获得。且供应充足，能反复取 材，对机体损伤较小，也不会引起伦理上的争论。在吸脂术 中。整形外科医生将加有麻醉剂和／或肾上腺素的生理盐水 溶液通过插管注入到皮下脂肪，再通过吸脂管将液体和脂肪 一同吸出［１］。这种方法最终产生精细的组织碎片。碎片的大 小取决于吸脂管的直径。获取的组织碎片经酶消化，经过离 心分层即可获取脂肪干细胞。实验证明脂肪干细胞的获取 率能通过改变离心速度来提高，当离心速度为１ 时，脂肪干细胞的获取率达到最高［２］。
１脂肪干细胞的分离
髓干细胞的ＣＤ３４则为阴性‘“。但并不是所有类似的特殊 标记的差别都得到了一致的认可，如一种典型的骨髓相关表 面抗原（ＳＴＲＯ－１抗原）既有报道在脂肪干细胞中存在的［“， 也有报道不存在的‘“。 ３脂肪干细胞的作用机制 研究人员已经研究了许多脂肪干细胞的可能作用机制， 脂肪干细胞通过这些机制修复和再生组织。首先，脂肪干细 胞进入受损或病变的组织时可能通过旁分泌的方式分泌细 胞因子和生长因子来刺激组织恢复。脂肪干细胞通过刺激 机体内在干细胞到达受损部位并促进其沿着所需的分化途 径分化来调整机体内部的干细胞微环境。脂肪干细胞还可 能在局部缺血的部位产生抗氧化剂、自由基清除剂和伴随蛋 白／热休克蛋白。因此损失组织所处微环境产生的毒性物质 得以被清除，从而促进残存细胞的恢复。 此外脂肪干细胞的多向分化潜能和获取的方便性使其 在再生医学领域受到广泛关注。目前有越来越多的实验研 究证明脂肪组织中分离的脂肪干细胞具有向其他多种细胞 分化的潜能，包括脂肪细胞‘“、软骨细胞‘“、造血细胞口］、肝