综述——脂肪干细胞与脂肪移植.doc

综述

王岩斐

自从美国加州大学洛杉矶分校（UniversityofCalifornia,LosAngeles,UCLA）的研究人员在《细胞分子生物学》（MolecularBiologyoftheCell）杂志介绍了这种新型成体干细胞群之后，脂肪干细胞（theadipose-derivedstemcells,ADSCs）逐渐成为普遍应用于干细胞领域中的最受欢迎的干细胞群[1]。由于其自身存在的多向分化潜能，以及获取ADSCs的简单实用性，ADSCs将成为多能胚胎干细胞（pluripotentEScells）的替代物，无论是在实验室还是在临床应用中。
长期以来，对于各种原发的和继发的软组织缺损的治疗一直是困扰整形外科医生的难题之一。引起软组织缺损的原因有严重烧伤、感染、体表肿瘤切除术后、各种外伤以及先天性疾病等[2]。自体脂肪作为一种软组织填充物，由于其诸多的并发症曾一度被人们放弃，但随着组织工程技术及细胞生物学的发展，自体脂肪移植又逐渐被人们认可。现将脂肪干细胞在脂肪移植中的作用及其临床应用现状综述如下。

1脂肪移植的发展概况

20世纪初，自体脂肪颗粒作为一种软组织填充材料开始应用于临床。然而，由于其吸收率高、存活率低，且并发症较多，限制了其在临床中的广泛应用[3]。21世纪初，通过改进脂肪获取技术，加速了脂肪血管化，提高了脂肪颗粒移植的成活率。但是，坏死、吸收仍然是颗粒脂肪移植的主要并发症。直到Zuk等[1]首次从自体脂肪组织中分离获得具有多向分化潜能的细胞——ADSCs，脂肪移植的研究越来越深入，原因就是ADSCs来源丰富，取材方便，且组织中干细胞含量丰富（ADSCs在皮下白色脂肪组织中约占细胞总量的10%-20%[4]），不会引起伦理学争议等。近年来，随着组织工程技术的迅速发展，为克服常规注射颗粒脂肪移植的问题，如吸收、囊肿、硬结等，Yoshimura等[5]又发明了细胞辅助的脂肪移植术（cell-assistedlipotransfer,CAL），该技术是将ADSCs与脂肪细胞混合，联合注射移植。

2脂肪来源干细胞（ADSCs）与脂肪移植

2.1概述
人类的脂肪组织主要由成熟脂肪细胞组成，大约占90%；此外，在间质中还有前脂肪细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞和内皮细胞[2]。除此之外，从人的脂肪组织中还可以分离出类似于骨髓间充质干细胞（BMSCs）的细胞群——脂肪来源干细胞（ADSCs），拥有多向分化潜能。ADSCs也属于来自中胚层的成体干细胞，其体外扩增和自我更新能力很强，经过诱导培养可分化为脂肪细胞、骨和软骨细胞、肌肉细胞、神经细胞、血管内皮细胞等等。
人体内存在棕色和白色两种脂肪。研究发现，多向分化潜能的干细胞在鼠的白色脂肪组织中很丰富，而在棕色脂肪组织中它们的含量就相对少了很多[6]。目前，在人体内哪一种脂肪组织可以作为最好的干细胞来源尚无定论。将ADSCs放在脂肪诱导培养基中，可以表达脂蛋白脂肪酶，aP2，PPAR(gamma)2和Glut4等脂肪细胞相关基因[7]。在体内，ADSCs的成脂能力已得到证实。有研究[8]将ADSCs与海绵状胶原复合后植入免疫缺陷小鼠体内，形成了脂肪样组织。然而，脂肪组织本身就有大量脂肪前体细胞，且脂肪细胞本身也具有增殖能力，因此，下一步研究应进一步明确该脂肪样组织的细胞来源问题[9]。

2.2ADSCs在脂肪移植中的作用
脂肪移植后脂肪组织的存活与萎缩的机制并未得到证明。无微血管存在的脂肪组织在移植后处于相对缺血区，最初几天的营养灌注来自宿主组织周围组织，直到形成新的微血管。对于损伤的反应，在组织修复过程中，脂肪细胞（对缺氧很敏感）在氧压低于其阈值的情况下，24h内可能死亡。但是，ADSCs更能耐受缺氧，其在缺氧的情况下可保持功能72h[10]。在动物模型的缺血再灌注损伤的脂肪组织中，ADSCs在脂肪移植的修复过程中及在脂肪化和血管化中起着重要的作用[11]，其可调节周围组织中生长激素及细胞因子的释放[12]，并通过分泌各种生长因子如VEGF（血管内皮生长因子）、IGF-1（胰岛素样生长因子）防止细胞凋亡[13]，使脂肪组织的再生和凋亡达到平衡。
ADSCs存在于脂肪细胞之间、血管壁、结缔组织中，但大部分聚集在血管周围。其在缺氧条件下可释放血管形成因子[14-15]，并可分化为血管内皮细胞[16]，表现为成血管特性，成为治疗局部缺血性疾病血管发生的最理想细胞来源。最近发现大鼠的脂肪祖细胞像血管管壁细胞一样存在于脂肪组织的血管中[17]，因此，ADSCs被认为是一种脂肪细胞和血管细胞的双重祖细胞。这样，当脂肪组织细胞凋亡后，ADSCs可提供新的脂肪原始细胞；同时，随着脂肪组织的老龄化、缺血或损伤，ADSCs还可影响微血管的重塑。我们有理由相信，有功能的ADSCs的