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脂肪干细胞的研究现状

脂肪干细胞的研究现状 近年研究结果显示， 在脂肪组织中含有大量的具有多向分化潜能及自我复制能力的间充质干细胞， 称为脂肪干细胞（ADSCs）， 他们来源广泛、 取材容易， 具有向脂肪、 骨、

软骨、 肌肉、 内皮、 造血、 肝、 胰岛和神经等多种细胞方向分化的多分化潜能， 有希望成为组织工程新的种子细胞[1]。

因脂肪干细胞具有分化为脂肪的潜能， 且其具有易获得性、 可迅速扩增、 不衰老等特点， 目前脂肪干细胞已经成为脂肪组织工程中组织细胞的研究热点。

一． ADSCs 的一般生物学特性 1. 培养的 ADSCs 大部分于 24 h 内即贴壁。

细胞呈圆形， 有小的胞质突起, 72 h 后大多数细胞有胞质突起，

成梭形， 1 周后以梭形细胞为主， 胞质丰富、核大、 核染色质细、

核仁明显。

传代后， 细胞呈平行或旋涡状生长， 形态上与骨髓来源的间质干细胞没有区别[2]。

2. Dominici 等[3]提出根据 3 个标准来限定间充质干细胞：

能黏附到塑料制品上； 具有向成骨细胞、 脂肪细胞和成软骨细胞分化的多向分化潜能及特殊的表面抗原表达。

二． ADSCs 的分离与培养 1. 吸脂术产生的脂肪吸取物是自

体 ADSCs 的理想来源， 从脂肪吸取物原代培养得到的细胞称为脂肪基质微管碎片细胞（SVF）， 这种细胞不仅含有脂肪干细胞， 还包括内皮细胞、 平滑肌细胞、 周细胞、 成纤维细胞、 白细胞、 造血干细胞、 内皮祖细胞等[4]。

常用的方法是将剪碎的脂肪组织消化离心， 倾去上层脂肪及上清， 获得基质血管层， 将其收集到培养瓶中培养， 除去未贴壁的红细胞和残渣， 剩余的细胞群体称为加工过的脂肪吸取物。

原代培养的细胞中贴壁的细胞较少， 细胞生长至融合后传代，

传代后的细胞称为脂肪干细胞。

平均每 300mL 脂肪组织可获得 210~610 个这样的细胞。

在细胞培养过程中， ADSCs 通过与塑料培养皿粘附而与其它细胞分离[5], 但是成纤维细胞也会和塑料培养皿壁粘附, 所以,一些批评意见指出, 如果存在造血干细胞污染, 那么细胞分化的来源就不是单一的。

2. 体外培养条件下， ASC 的培养不像 BMSC 对培养基中胎牛血清的来源和质量有严格要求， DMEM、 aMEN、 RPMI1640 是 ASC 的常用培养基。

一般只添加体积分数为 10%的胎牛血清， 并且血清无生产批号限制。

在传代培养中， 平均倍增时间为 60h。

并表现低水平衰老， 1 代时细胞没有出现衰老现象， 10 代时少于 5%细胞出现衰老， 15 代时衰老细胞比例仍低于 15%，这表明脂肪 ASC 体外扩增能力很强， 传代培养易于获得大量有分化能力的---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------

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细胞。

3. 同种异体富血小板血浆（PRP） 提取液是一种天然的促细胞增殖物质， 为细胞生长的体外扩增提供营养成分和生长因子， 可显著促进 ADSCs 体外增殖， 较胎牛血清的作用更佳， 可作为良好的胎牛血清替代品用于快速扩增组织工程种子细胞[6]。

三． ADSCs 的保存 1. 常规的细胞低温保存技术对 hADSCs

的影响: 据有关文献， 采用常规的细胞低温保存技术对

hADSCs 的体外增殖及成骨能力无明显影响。

但组织工程骨组织的最终形成过程是在体内完成的， 尚不能说明低温保存的 hADSCS 在体内成骨能力是否会发生改变[7]。

2. -70℃一步法冻存: 张付伟等[8]通过简化冻存过程， 将冻存管用脱脂棉包裹后放人泡沫板凹槽, 以另一块板覆盖, 直接置入-70℃冰箱保存， 做相关的随机分组对照试验。

结果显示-70℃一步法冻存与常规-70℃冻存无明显不同， 细胞冻存后仍保持较高成活率， 达 91%左右。

可见-70℃一步法冻存是一种保存hADSCs 的有效方法， 简便快捷、 易于操作， 没有改变细胞的生物学特性，活力、 增殖力未受影响， 为 hADSCs 的研究和应用提供了良好保障。

3. 综合上述两点， 可使用-70℃一步法冻存， 但是低温保存技术对 hADSCs 的影响有待通过实验研究论证。

四． ADSCs 的鉴定 1. Zuk 等认为， ASC 可能由多种异源性细胞构成， 其中包括内皮细胞、 成纤维细胞、 平滑肌细胞以及前体脂肪细胞等。

但部分学者采用流式细胞仪和间接免疫荧光等方法， 分别以因子Ⅷ、 平滑肌蛋白、 ASC 的特异单克隆抗体鉴定 ASC 中是否存在内皮细胞、 平滑肌细胞以及成纤维细胞， 结果发现前两种单克隆抗体抗阳性染色的细胞比例较少， 绝大多数 ASC 单克隆抗体阳性染色的细胞， 提示 ASC 主要由成纤维细胞以及来自间叶组织的细胞构成， 仅伴有少量内皮细胞与平滑肌细胞。

虽然 Zuk 等认为上述细胞在 ASC 中的含量甚低， 不可能定向培养分化为其他组织细胞， 但进一步确认和识别真正的 ASC 的表面蛋白及其基因仍是必要的。

2. Gronthos 等已着手这方面的研究， 并发现了在缺少分化刺激因此的条件下， 表面标志蛋白有 HLA ABC、 CD9、 CDIO、 CD13、

CD29、 CD34、 CIM4、CD54、 CD55、 CD59、 CD105、 CD146、 CD166；

经过 14 天的诱导培养后，ASC 虽然发生了形态变化， 表现出成脂肪细胞、 成软骨细胞、 成骨细胞等分化特征， 但表面蛋白的表达却大致与未分化前一致， 这些表面蛋白与 BMSC 的表面蛋白很相似。

ASC 和 BMSC 均表达 CD13、CD29、CIM4、CD105，均不表达 CD31、

CD34、 CIN5、 HLA-DR。

虽然从分子标识上看 ASC 和 BMSC具有相同的表面黏附分子和受体分子， 但两者仍有区别。

ASC 表达 CD49d，而不表达 CD106， BMSC 则相反， 造成这种区---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------

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别的机制可能与细胞所处的微环境及具体功能有关。

3. 间充质干细胞没有特异的表面标志已得到公认。

免疫组化染色和流式细胞仪检测等免疫表型结果对确认脂肪干细胞有辅助作用， 但鉴定脂肪干细胞的最好方法是进行多系定向诱导， 并进行相应检测以确定诱导成功。

五． ADSCs 的分化 1. 现有的研究表明， ADSCs 在特定的诱导条件下， 具有分化为同胚层来源的成骨细胞、 软骨细胞、 脂肪细胞， 且跨越胚层分化为外胚层来源的神 经细胞、 表皮细胞；

内胚层来源的肝细胞、 内皮细胞、 分泌胰岛素的样细胞等不同胚层来源细胞的潜能。

六． ADSCs 的治疗研究现状 1. 治疗面部老化。

Ali[9]发现在皮下注射脂肪组织会使皮肤年轻化， 植入的脂肪组织存活后， 不但有体积膨胀效果， 而且合成了 新胶原质，使植入部位皮肤变得紧实， 并且植入的脂肪组织在植入部位生成了新的血管， 并形成了 新的生理平衡。

后期认为脂肪组织中含有的ADSCs 发挥了作用， 其分化刺激大量Ⅰ 型胶原蛋白及少量 V 型和 VI型胶原蛋白的生成、 成纤维细胞的重组、 分泌大量新的细胞基质成分， 从而修复原有的真皮断裂，

重建、 修复皮肤结构， 达到消除皱纹的目的。

2. ADSCs 分化为表皮细胞对临床上解决严重创伤， 大面积烧伤患者的皮肤来源紧张问题和促进难愈创面的修复等问题提供了很好的解决方法。

但是在广泛用于临床之前， 仍有许多问题需要解决， 如免疫排斥反应、 向其他组织诱导分化研究等。

另外， 针对 ADSCs 的研究大多是在体外或者动物体内进行， 在人体内复杂的各种体液因子调控下的状况尚不清楚。

随着分子生物学和细胞生物学的迅速发展， 促生长分化的各种生物因子以及模拟体内微环境的细胞外基质等均将成为研究热点，

这将为 ADSCs 成为现代表皮细胞组织工程学研究的理想种子细胞并将其最终用于以细胞为基础的临床治疗提供前提和保障[10]。

3. 脂肪干细胞在骨组织中的应用: 骨外伤、 骨肿瘤和先天性畸形患者中常存在大面积的骨缺损。

而修复材料的匮乏一直是临床面临的难题之一。

传统骨修复的材料， 如肋骨和髂嵴等自 体骨， 可获取的组织量有限。

且对取材部位造成损伤：

磷灰石和去矿化异体骨等异体材料， 存在免疫排斥、 疾病传染及骨溶解等问题。

近年来， 干细胞和骨组织工程研究的不断深人， 为临床骨缺损的修复提供了 新思路。

脂肪干胞(Adiposederived stem cell, ADSC) 由于来源丰富 且容易获取， 体内、 外实验均证实其能分化形成骨样组织， 已成为骨组 织工程的重要的种子细胞来源。 ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------

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4. 脂肪干细胞上皮分化在喉组织工程中的应用: 声带瘢痕是一个较难解决的临床问题， 尚缺乏有效的治疗手段， 目 前其主要的治疗方法是向声带中注射填充物或细胞， 试图恢复声带浅层的振动性。

脂肪源干细胞与骨髓源间质干细胞具有相似的遗传特征， 可以分化成外胚层和内胚层细胞。

研究构建了 声带黏膜的组织工程替代物， 三维的纤维蛋白和脂肪源干细胞的凝胶与声带的固有层和黏膜层有着相似的显微结构和特性。

在研究中， 成人脂肪源干细胞可以双向分化成上皮细胞和间质细胞系, 并且具有组织结构， 表皮生长因子和气体界面是上皮分化的必备条件。

研究结果初步表明， 利用组织工程制作声带替代物是可行的[11]。

综上， ADSCs 在面部老化修复、 表皮移植、 骨修复、 喉组织工程等之中均有广阔的应用前景， 但这项研究刚刚起步， 对其在体内复杂环境诱导分化的控制、 异体移植时的免疫排斥反应、 提取纯化以及具体运用等方面仍存在很多问题有待研究和完善。

参考资料 [1]ZUK PA, Zhu M, Mizuno H, et al.

Multilineage cells from human adipose tissue: implications for

cell-based therapies. Tissue Eng, 2019, 7:211-228. [2] 赵 宝