脂肪干細胞的分化功能及對游離脂肪移植后組織修復的應用研究進展

王子鴻，謝戰杰

·講座與綜述·

脂肪干細胞的分化功能及對游離脂肪移植后組織修復的應用研究進展

王子鴻，謝戰杰

組織工程主要包括3大要素，生物材料、干細胞以及細胞因子［1］。其中對干細胞的研究是現代醫學研究的挑戰。脂肪干細胞富含于人體體表的脂肪組織中，來源比較充足，通過吸脂術采集也很安全，且創傷小，在成脂分化方面也有突出優勢，因此受到廣泛關注［2］。本文擬對脂肪干細胞的分化功能及對游離脂肪移植后組織修復的應用研究進展作一綜述，報道如下。

1　生物學特點

研究表明，脂肪組織是一種含有復雜成分的組織，其中有90％為成熟的脂肪細胞，但也含有前脂肪細胞、成纖維細胞、血管上皮細胞以及血管平滑肌細胞。研究表明，脂肪組織中的干細胞儲備量高于其他的組織，在一般情況下，一次門診局部麻醉下的吸脂肪手術可以抽取0.2 ～1.0L脂肪組織，而且每抽取300ml的脂肪組織就可以提取1×105個脂肪干細胞。由此可以表明，脂肪干細胞有著豐富的來源。但是脂肪干細胞的生物學特點受到供體年齡、部位等多種因素的影響［3］。白色脂肪組織中的脂肪干細胞的含量高于內臟脂肪組織，并且上臂也會高于腹股溝，提供者的年齡越小，脂肪干細胞的增殖能力就會越強，就更加的容易分化成為成熟的脂肪干細胞，上臂組織中的脂肪干細胞的抗凋亡能力強于上臂、大腿內側以及腹腔內的脂肪組織，所以在上腹壁中脂肪干細胞的體外培養存活率比較高。

2　多向分化能力

脂肪干細胞作為多能干的細胞，在不同的條件下可以誘導分化為脂肪、軟骨、心肌、肌肉、血管和上皮血管等多種組織細胞［4］。有研究報道顯示，脂肪干細胞的表觀基因中有脂肪的形成的啟動因子，證明了脂肪干細胞有向脂肪細胞譜系分化的傾向。而神經細胞一直被認為是非再生組織，這一發現有望給神經系統損傷患者的修復帶來極大的福音。有研究報道顯示，將脂肪干細胞靜脈注射至患者的脊髓受傷的動物模型體內，發現脂肪干細胞出現向受傷部位遷移并且向神經細胞轉化的現象。有研究表明，患者大腦缺血和出血的患者接受靜脈注射脂肪干細胞，在治療后患者的腦積水以及腦萎縮發生率減少［5］。

脂肪干細胞也被應用于心肌梗死的治療中。Guastad等將人體的脂肪干細胞暴露于兔子的心肌細胞提取物中，通過形態學、免疫組織化學和自主搏動性試驗證實了脂肪干細胞能夠向具有心肌細細胞分化；并且在體外誘導下降脂肪干細胞使得其具有心肌細胞的形態，然后將其注射至具有心肌梗死的動物模型體內，發現脂肪干細胞有利于心臟結構以及功能的恢復。除此之外，脂肪干細胞具有向內胚層細胞分化的潛能［6］。邱獻禮等研究結果表明，脂肪干細胞可以表達類似干細胞的表型特征。脂肪干細胞很有可能會應用到肝炎和肝硬變的治療之中，以此來修復受到損傷的肝細胞；并且將脂肪干細胞變現出類似有胰腺的功能，分泌胰島素以及生長激素的抑制素，所以脂肪干細胞為治療內分泌疾病也提供了一條新的思路。

3　促血管化作用

在自體脂肪移植術中，因游離脂肪組織不能夠及時的生成滋養血管以便于提供養分，而導致移植物缺血壞死和吸收，也限制了脂肪移植的臨床應用。在組織工程的研究中，如何提高移植物的血管化能力也是一個難點［7-8］。在我國的多項臨床研究結果中表明，脂肪干細胞具有促進組織血管形成的作用：（1）脂肪干細胞在低氧環境下能夠分泌多種與血管化相關的細胞因子，如血管上皮生長因子和成纖維生長因子，這些血管化相關的下撥因子可促進血管生長；（2）脂肪干細胞主要是位于脂肪毛細血管的血管壁上，并且具有一些周細胞的特征，對內皮細胞的形成具有協同的作用［9］。所以脂肪干下撥不僅可以穩定內皮血管，還有利于血管網的形成和重塑。（3）有研究顯示，脂肪干細胞誘導可分化為血管上皮細胞，直接參與血管壁的形成，從而有利于血管化。

4　在脂肪組織修復重建中的應用前景

脂肪干細胞作為人體儲量最為豐富的間充質干細胞，已經作為種子細胞被應用到脂肪組織工程中的研究中［10］。有多項研究表明，復合了脂肪干細胞的生物材料內出現更多成熟脂肪細胞核新生微血管，脂肪干細胞很容易誘導成脂，并且經過多次傳代后依然具有成脂分化的能力［11］。在大面積燒傷、創傷等會造成脂肪來源緊張的情況下，成熟脂肪細胞無法進行體外擴張，利用脂肪干細胞增殖后在誘導分化成脂可以有效的提供更多的白色脂肪組織。更為重要的是，脂肪干細胞不僅在形態上像脂肪細胞分化，還能表現出一些成熟脂肪細胞的功能，所以脂肪干細胞是脂肪組織工程理想的種子細胞。

脂肪干細胞能夠分泌多種細胞因子和生長因子，可招募宿主干細胞并且能夠促進其分化，同時脂肪干細胞的抗缺氧能力強于成熟的脂肪細胞，而且脂肪干細胞在低氧的狀態下能夠善生抗氧物質，自由基清除劑能夠有效的清除組織缺氧產生的有害物質，從而有利于軟組織的創傷后修復。研究表明，脂肪干細胞在放療后軟組織細胞損傷的治療中，可以促進脂肪血管化和真皮修復，減少軟組織感染。由此表明，將脂肪干細胞注射至糖尿病性潰瘍的動物模型中，可以加速潰瘍的愈合［12］。在目前的臨床研究結果表明，自體脂肪組織移植已經被廣泛的應用于乳腺癌術后的乳房重建中，但是由于游離脂肪組織不能快速血管化，比較高的壞死吸收率影響了其治療效果。所以將脂肪干細胞應用于脂肪組織的移植術中，能夠顯著的提高脂肪細胞的存活率，使得抑制物的體積得到更好的維持。

雖然有多個臨床醫學研究表明，在乳腺癌患者術后脂肪組織移植的治療中選用脂肪干細胞是最有效的，但是還是有小部分研究表明，間充質干細胞可促進腫瘤細胞的增殖，減少其凋亡。有增加腫瘤復發和轉移的潛在風險，且高濃度的脂肪干細胞對可造成移植物更加顯著的纖維化，所以脂肪干細胞在臨床應用中還需要更多相關研究的支持和指導。

5　小結

脂肪干細胞有充足的來源，進行分離培養容易；其對多種中胚層組織分化，具有比較強的成脂分化能力；且分泌功能能夠促進脂肪組織的血管化，可以提高移植組織的存活率。由此表明，脂肪干細胞在脂肪組織工程、游離脂肪組織移植等方面具有比較遠大的應用前景。

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10.3969/j.issn.1671-0800.2016.08.076

R622

C

1671-0800（2016）08-1117-02

2016-05-10

（本文編輯：鐘美春）

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