脂肪間充質干細胞用于體表軟組織缺損修復的研究進展喻蘭雅，張晨芳廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院普通外科（廣州510010）【摘要】目的探討脂肪間充質干細胞在體表軟組織缺損修復中的作用，對相關的研究進展進行總結，重點將脂肪間充質干細胞在組織缺損修復中的的優(yōu)勢進行文獻綜述。方法以adiposetissue-derivedstemcell，tissueengineering，stemcells為檢索詞，檢索Pubmed數(shù)據(jù)庫(1991-01/2010-06)。以“脂肪間充質干細胞”、”組織工程為檢索詞”，檢索CNKI期刊全文數(shù)據(jù)庫(1991-01/2010-06)。文獻檢索語種限制為英文和中文。納入軟組織修復的基礎及臨床研究，排除重復性研究及目的與本文不相關的研究。結論脂肪間充質干細胞在一定條件作用下可以修復皮下軟組織缺損，可以作為組織工程的種子細胞?！娟P鍵詞】脂肪間充質干細胞；定向誘導；組織工程Developmentinadiposetissue-derivedstemcellsforsofttissueregeneration.YULan-ya,ZHANGChen-fang,GuangZhouGeneralHospitalofGuangZhouMilitaryCommand,510010，China,.Email:ZCF..【Abstract】ObjectiveToexplorethefunctionofadiposetissue-derivedstemcellsinrepairingsofttissuedefectsandsummarizetherelatedresearchdevelopment,especiallytheadvantagesofADSCsinsofttissuereparing.MethodsRetrieveadiposetissue-derivedstemcell，tissueengineering，stemcellsinthePubmeddatabase.RetrievaltheCNKIdatabasefrom(1991-01/2010-06).TheliteratureretrievallanguagerestrictionswereinEnglishandChinese.Remainthebasicalandclinicalresearch,eliminaterepetitiveresearchandthearticlesarenotrelatedtothestudy.ConclusionADSCsmaybethepromisingseedsfortissueengineering.【KeyWords】Adiposederived-stemcells(ADSCs),DirectionalinduedTissueengineering.軟組織缺損的修復是當今整形外科面臨的一大難題，對于體表的皮下軟組織欠豐滿、凹陷、萎縮、畸形等，當前主要有兩類方法：一是材料填充，二是自體脂肪移植，其中后者更是近幾年來研究的熱點，但是二者都存在明顯的缺陷。填充材料修復主要有天然材料和合成材料兩種，其中天然材料易被吸收，而合成材料易發(fā)生排斥1-3。針對于材料填充帶來的免疫排斥反應，后者應運而生。然而實踐證明，后者雖然不會發(fā)生免疫排斥反應但是會有過半的脂肪組織被重吸收，即使存活下來的組織也可能出現(xiàn)局部纖維化或病理性鈣化等4-5。且這種會帶來機體供區(qū)較大的局部創(chuàng)傷和痛苦。組織工程技術的出現(xiàn)為臨床上更好地解決組織缺損修復等難題提供了一個新的思路，選用合適的干細胞作為種子細胞的來源已成為研究的熱點6。組織工程中的關鍵因素之一是種子細胞，脂肪源性間充質干細胞(adipose-derivedstemcells,ADSCs)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種成體干細胞。脂肪組織在人體內(nèi)儲量豐富,獲取簡便,通過抽脂能從中獲得大量的脂肪間充質干細胞，不僅在體內(nèi)體外具有多向分化潛能,在不同的誘導因子作用下可以向脂肪細胞、軟骨細胞、肌細胞、成骨細胞、神經(jīng)細胞、神經(jīng)膠質細胞及胰島細胞分化,有望成為臨床上用來修復受損的組織和器官的理想干細胞來源,同時也為一系列疾病的治療提供了新的思路。隨著研究的不斷深入，證實脂肪組織來源干細胞類似于骨髓間充質干細胞（bonemarrowderivedmesenchymalstemcells，BMSCs）可以向成骨細胞、成軟骨細胞、神經(jīng)細胞、肌細胞和脂肪細胞等不同胚層來源的細胞分化7-10。由于其廣泛存在于脂肪組織中，易于獲得、能在體外多代穩(wěn)定增殖、具有多向分化潛能、免疫相容性好、無倫理學問題、取材對患者損傷小等,有望成為組織工程中新的種子細胞，極具臨床應用及基礎研究前景。1脂肪間充質干細胞作為組織工程種子細胞的優(yōu)勢脂肪間充質干細胞是一類來自于脂肪組織的具有自我更新和多向分化能力的干細胞，類似于骨髓間充質干細胞(BMSCs)，國內(nèi)已有相關研究報道證明，脂肪組織來源的間充質干細胞在生長動力學、細胞衰亡、表面標志等方面與骨髓間充質干細胞間沒有顯著的差異。11-14而其作為組織工程的種子細胞具有明顯的優(yōu)勢：1）來源廣，取材容易，對機體損傷小，患者容易接受。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)抽脂術獲取的每250300ml脂肪中含有超過1xl09個成體干細胞，并預測脂肪基質將成為人類最大的成體干細胞庫15，16。2）不易受腫瘤污染，易體外凈化；3）具有免疫抑制作用。Djouad等17研究表明脂肪間充質干細胞與混合淋巴細胞反應體系中，反應源和刺激源淋巴細胞的增殖明顯受到抑制。4）BMSC和ADSCs的多向分化潛能具有極大的相似性,在基因方面脂肪來源的間充質干細胞更容易向成脂肪方向分化。18研究表明在ADSCs中有超過40%的細胞能成功分化為成熟的脂肪細胞19。5）營養(yǎng)需求低，在培養(yǎng)基中生長旺盛，體外易于培養(yǎng)。6)無倫理學問題，可反復取材。由于脂肪組織來源干細胞擁有這些特性，已成為組織工程種子細胞的熱點研究對象。2脂肪間充質干細胞用于軟組織缺損修復的可能機理：脂肪間充質干細胞可用于軟組織缺損的修復.有研究證實干細胞具有在組織損傷的內(nèi)環(huán)境下實現(xiàn)定向誘導分化的能力,即實現(xiàn)損傷組織的按需修復與再生的可能,在這方面國內(nèi)外都有一些相關報道,有理論認為其主要機理可能是在機體組織受損傷時,循環(huán)在體內(nèi)的干細胞可經(jīng)動員趨化到達損傷部位,并在局部微環(huán)境誘導下分化為特異的組織細胞參與自身修復。203當前成功構建脂肪組織用于治療脂肪組織缺損的策略：前體脂肪細胞或脂肪組織來源干細胞接種于可吸收高分子材料并進行體內(nèi)移植所形成的成熟的脂肪組織21。結合可注射的微載體珠和水凝膠介質以刺激宿主脂肪細胞的再生從而填充軟組織的空隙22膠原微珠已被用作結合ADSCs的支架；可注射性支架的形態(tài)可精確控制，并能加入相關生長因子，無需開放性手術即可置入23。Lee等預先將ADSCs在體外分化為脂肪細胞種植到膠原和透明質酸支架上,在體內(nèi)也觀察到形成了脂肪組織。理想的支架材料可使細胞黏附、生長和分化，并最終形成組織和器官，應當最適于為新生細胞和組織提供長期支持，或作為臨時的循環(huán)細胞介導系統(tǒng)。將前體脂肪細胞或脂肪組織來源干細胞結合高度血管化的大網(wǎng)膜片段進行體內(nèi)移植構建出組織工程脂肪24。直接利用生長因子誘導前體脂肪細胞或脂肪組織來源干細胞向植入位點遷移以產(chǎn)生脂肪組織25。Choi等26將成脂誘導后的脂肪組織來源干細胞與聚乳酸一聚乙醇酸微球混合注射入裸鼠皮下，檢測到有脂肪組織的形成。有研究將ADSCs與海綿狀膠原復合后植入免疫缺陷小鼠體內(nèi),形成了脂肪樣組織。細胞輔助脂肪移植,即自體脂肪干細胞輔助移植，自體取得的脂肪一半用來分離新鮮的富含脂肪干細胞（ADSCs）的細胞基質血管層，并與另一半抽脂混合反應形成移植用“支撐物”。這使得脂肪填充物中脂肪干細胞的濃度增加，制成用于移植的脂肪。4.脂肪間充質干細胞移植比脂肪移植用于體表組織缺損的修復的優(yōu)勢：由于軟組織中主要成分是脂肪組織，所以脂肪組織工程為軟組織缺損的修復提出了新的概念。自體脂肪組織移植以其取材容易、操作簡單、外形充盈好、無排異反應、疤痕小，且其操作技術日趨成熟，治療效果不斷提高，而被認為是修復此類軟組織缺損的最佳選擇27，現(xiàn)已廣泛用于面部凹陷填充、隆乳等領域28，29。但自體脂肪組織的低成活率及術后組織纖維化等使其臨床應用受到很大的限制。脂肪移植物被吸收造成低成活率的原因之一是成熟脂肪細胞對缺氧、損傷的耐受力低，且不能增殖更新。而脂肪間充質干細胞（ADSCs）則具有強大的增殖分化潛力，對缺氧耐受力更強，且自體干細胞用于移植可避免排異反應，更加安全。干細胞是體內(nèi)正常的細胞,它們不是癌細胞,移植后會與自體原本的組織融為一體,不會增加日后患癌的風險。且所需脂肪組織少，減少了脂肪移植術中供區(qū)畸形的發(fā)生。5展望脂肪干細胞存在于脂肪組織內(nèi)，其具有來源豐富、易于獲得、多向分化潛能、免疫相容性好、可反復取材、對患者損傷小等優(yōu)點，相較BMSCs具有更加強大的體外多代增殖能力，取材時可結合美容塑形的要求取得一舉兩得的效果。在組織工程方面，由于其具有多向分化潛能且來源豐富得到重視，因此是組織工程可利用的種子細胞，在一定條件下，能定向誘導分化為脂肪細胞，提高自體脂肪移植存活率，有望在乳房再造術、除皺術及凹陷畸形矯正術中發(fā)揮作用，達到臨床治療目的。但目前脂肪組織工程的研究還處于早期，還有許多問題需要進一步研究。當前所進行的有關脂肪源性干細胞的研究主要集中在它具有的一些生物學特性上，主要是一些細胞的體外實驗，而細胞在活體動物體內(nèi)的實驗觀察較少見。對于ADSCs的深入應用，仍需進一步研究鑒定ADSCs的特異性細胞標志，包括鑒定ADSCs分化各階段的標志。而干細胞的來源、分離、培養(yǎng)及鑒定還有許多工作要做,干細胞誘導、分化及遷移機制也有待進一步研究。參考文獻：1GomillionCT,BurgKJ.Stemcellsandadiposetissueengineering.Biomaterials.2006；27(36):6052-6063.2HemmrichK,vonHeimburgD.Biomaterialsforadiposetissueengineering.ExpertRevMedDevices.2006；3(5):635-645.3FlynnL,SempleJL,WoodhouseKA.Decellularizedplacentalmatricesforadiposetissue.4ErsekRA.Transplantationofpurifiedautologousfat:a3-yearfollow-upisdisappointing.PlastReconstrSurg.1991；87(2):219-227.5KononasTC,BuckyLP,HurleyC,etal.Thefateofsuctionedandsurgicallyremovedfatafterreimplantationforsoft-tissueaugmentation:avolumetricandhistologicstudyintherabbit.PlastReconstrSurg.1993；91(5):763-768.6GomillionCT,BurgKJ.StemcellsandadiposetissueengineeringJ.Biomaterials,2006,27(36):6052-6063.7ZukPA,ZhuM,MizunoH,etal.Multilineagecellsfromhumanadiposetissue:implicationsforcell-basedtherapies.TissueEng.2001；7(2):211-228.8ZukPA,ZhuM,AshjianP,etal.Humanadiposetissueisasourceofmultipotentstemcells.MolBiolCell.2002；13(12):4279-4295.9DeUgarteDA,AlfonsoZ,ZukPA,etal.Differentialexpressionofstemcellmobilization-associatedmoleculesonmulti-lineagecellsfromadiposetissueandbonemarrow.ImmunolLett.2003；89(2-3):267-270.10MizunoH,ZukPA,ZhuM,etal.Myogenicdifferentiationbyhumanprocessedlipoaspiratecells.PlastReconstrSurg.2002；109(1):199-211.11鞠洪斌,鄧展生,張勝利,等.大鼠脂肪和骨髓來源間充質干細胞成骨分化比較的體外研究J.中國醫(yī)師雜志,2007,9(3):315-319.12郭寶鋒,尹維田,劉浩宇,等.人脂肪干細胞體外培養(yǎng)特性及成脂成軟骨分化J.中國組織工程研究與臨床康復,2007,11(33):6625-6628.13RomanovYA,DarevskayaAN,MerzlikinaNV,etal.Mesenchymalstemcellsfromhumanbonemarrowandadiposetissue:isolation,characterization,anddifferentiationpotentialities.BullExpBiolMed.2005；140(1):138-143.14ShimizuK,ItoA,HondaH.Mag-seedingofratbonemarrowstromalcellsintoporoushydroxyapatitescaffoldsforbonetissueengineering.JBiosciBioeng.2007；104(3):171-177.15王鴻.小鼠3T3一L1的培養(yǎng)鑒定及小聚堿對其增殖與分化的影響J.山西太谷:山西醫(yī)科大學，2004:78-102.16KimBS，MooneDJ.J.TrendsinBiotech.，1998，16:224-225.17DjouadF,PlenceP,BonyC,etal.Immunosuppressiveeffectofmesenchymalstemcellsfavorstumorgrowthinallogeneicanimals.Blood.2003；102(10):3837-3844.18LiuTM,MartinaM,HutmacherDW,etal.Identificationofcommonpathwaysmediatingdifferentiationofbonemarrow-andadiposetissue-derivedhumanmesenchymalstemcellsintothreemesenchymallineages.StemCells.2007；25(3):750-760.19LangerRS，VacantiJP.J.Science，1993，260：920-926.20MansillaE,MarinGH,SturlaF,etal.Humanmesenchyrnalstemcellsaretolerizedbymiceandimproveskinandspinalcordinjuries.J.TransplantProc.2005,37(1):292-294.21PatrickCWJr,ChauvinPB,HobleyJ,etal.PreadipocyteseededPLGAscaffoldsforadiposetissueengineering.TissueEng.1999；5(2):139-151.22GomillionCT,BurgKJ.Stemcellsandadiposetissueengineering.Biomaterials.2006；27(36):6052-6063.23RubinJP,BennettJM,DoctorJS,etal.