脂肪干细胞的分化功能及对游离脂肪移植后组织修复的应用研究进展

王子鸿，谢战杰

·讲座与综述·

脂肪干细胞的分化功能及对游离脂肪移植后组织修复的应用研究进展

王子鸿，谢战杰

组织工程主要包括3大要素，生物材料、干细胞以及细胞因子［1］。其中对干细胞的研究是现代医学研究的挑战。脂肪干细胞富含于人体体表的脂肪组织中，来源比较充足，通过吸脂术采集也很安全，且创伤小，在成脂分化方面也有突出优势，因此受到广泛关注［2］。本文拟对脂肪干细胞的分化功能及对游离脂肪移植后组织修复的应用研究进展作一综述，报道如下。

1　生物学特点

研究表明，脂肪组织是一种含有复杂成分的组织，其中有90％为成熟的脂肪细胞，但也含有前脂肪细胞、成纤维细胞、血管上皮细胞以及血管平滑肌细胞。研究表明，脂肪组织中的干细胞储备量高于其他的组织，在一般情况下，一次门诊局部麻醉下的吸脂肪手术可以抽取0.2 ～1.0L脂肪组织，而且每抽取300ml的脂肪组织就可以提取1×105个脂肪干细胞。由此可以表明，脂肪干细胞有着丰富的来源。但是脂肪干细胞的生物学特点受到供体年龄、部位等多种因素的影响［3］。白色脂肪组织中的脂肪干细胞的含量高于内脏脂肪组织，并且上臂也会高于腹股沟，提供者的年龄越小，脂肪干细胞的增殖能力就会越强，就更加的容易分化成为成熟的脂肪干细胞，上臂组织中的脂肪干细胞的抗凋亡能力强于上臂、大腿内侧以及腹腔内的脂肪组织，所以在上腹壁中脂肪干细胞的体外培养存活率比较高。

2　多向分化能力

脂肪干细胞作为多能干的细胞，在不同的条件下可以诱导分化为脂肪、软骨、心肌、肌肉、血管和上皮血管等多种组织细胞［4］。有研究报道显示，脂肪干细胞的表观基因中有脂肪的形成的启动因子，证明了脂肪干细胞有向脂肪细胞谱系分化的倾向。而神经细胞一直被认为是非再生组织，这一发现有望给神经系统损伤患者的修复带来极大的福音。有研究报道显示，将脂肪干细胞静脉注射至患者的脊髓受伤的动物模型体内，发现脂肪干细胞出现向受伤部位迁移并且向神经细胞转化的现象。有研究表明，患者大脑缺血和出血的患者接受静脉注射脂肪干细胞，在治疗后患者的脑积水以及脑萎缩发生率减少［5］。

脂肪干细胞也被应用于心肌梗死的治疗中。Guastad等将人体的脂肪干细胞暴露于兔子的心肌细胞提取物中，通过形态学、免疫组织化学和自主搏动性试验证实了脂肪干细胞能够向具有心肌细细胞分化；并且在体外诱导下降脂肪干细胞使得其具有心肌细胞的形态，然后将其注射至具有心肌梗死的动物模型体内，发现脂肪干细胞有利于心脏结构以及功能的恢复。除此之外，脂肪干细胞具有向内胚层细胞分化的潜能［6］。邱献礼等研究结果表明，脂肪干细胞可以表达类似干细胞的表型特征。脂肪干细胞很有可能会应用到肝炎和肝硬变的治疗之中，以此来修复受到损伤的肝细胞；并且将脂肪干细胞变现出类似有胰腺的功能，分泌胰岛素以及生长激素的抑制素，所以脂肪干细胞为治疗内分泌疾病也提供了一条新的思路。

3　促血管化作用

在自体脂肪移植术中，因游离脂肪组织不能够及时的生成滋养血管以便于提供养分，而导致移植物缺血坏死和吸收，也限制了脂肪移植的临床应用。在组织工程的研究中，如何提高移植物的血管化能力也是一个难点［7-8］。在我国的多项临床研究结果中表明，脂肪干细胞具有促进组织血管形成的作用：（1）脂肪干细胞在低氧环境下能够分泌多种与血管化相关的细胞因子，如血管上皮生长因子和成纤维生长因子，这些血管化相关的下拨因子可促进血管生长；（2）脂肪干细胞主要是位于脂肪毛细血管的血管壁上，并且具有一些周细胞的特征，对内皮细胞的形成具有协同的作用［9］。所以脂肪干下拨不仅可以稳定内皮血管，还有利于血管网的形成和重塑。（3）有研究显示，脂肪干细胞诱导可分化为血管上皮细胞，直接参与血管壁的形成，从而有利于血管化。

4　在脂肪组织修复重建中的应用前景

脂肪干细胞作为人体储量最为丰富的间充质干细胞，已经作为种子细胞被应用到脂肪组织工程中的研究中［10］。有多项研究表明，复合了脂肪干细胞的生物材料内出现更多成熟脂肪细胞核新生微血管，脂肪干细胞很容易诱导成脂，并且经过多次传代后依然具有成脂分化的能力［11］。在大面积烧伤、创伤等会造成脂肪来源紧张的情况下，成熟脂肪细胞无法进行体外扩张，利用脂肪干细胞增殖后在诱导分化成脂可以有效的提供更多的白色脂肪组织。更为重要的是，脂肪干细胞不仅在形态上像脂肪细胞分化，还能表现出一些成熟脂肪细胞的功能，所以脂肪干细胞是脂肪组织工程理想的种子细胞。

脂肪干细胞能够分泌多种细胞因子和生长因子，可招募宿主干细胞并且能够促进其分化，同时脂肪干细胞的抗缺氧能力强于成熟的脂肪细胞，而且脂肪干细胞在低氧的状态下能够善生抗氧物质，自由基清除剂能够有效的清除组织缺氧产生的有害物质，从而有利于软组织的创伤后修复。研究表明，脂肪干细胞在放疗后软组织细胞损伤的治疗中，可以促进脂肪血管化和真皮修复，减少软组织感染。由此表明，将脂肪干细胞注射至糖尿病性溃疡的动物模型中，可以加速溃疡的愈合［12］。在目前的临床研究结果表明，自体脂肪组织移植已经被广泛的应用于乳腺癌术后的乳房重建中，但是由于游离脂肪组织不能快速血管化，比较高的坏死吸收率影响了其治疗效果。所以将脂肪干细胞应用于脂肪组织的移植术中，能够显著的提高脂肪细胞的存活率，使得抑制物的体积得到更好的维持。

虽然有多个临床医学研究表明，在乳腺癌患者术后脂肪组织移植的治疗中选用脂肪干细胞是最有效的，但是还是有小部分研究表明，间充质干细胞可促进肿瘤细胞的增殖，减少其凋亡。有增加肿瘤复发和转移的潜在风险，且高浓度的脂肪干细胞对可造成移植物更加显著的纤维化，所以脂肪干细胞在临床应用中还需要更多相关研究的支持和指导。

5　小结

脂肪干细胞有充足的来源，进行分离培养容易；其对多种中胚层组织分化，具有比较强的成脂分化能力；且分泌功能能够促进脂肪组织的血管化，可以提高移植组织的存活率。由此表明，脂肪干细胞在脂肪组织工程、游离脂肪组织移植等方面具有比较远大的应用前景。

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10.3969/j.issn.1671-0800.2016.08.076

R622

C

1671-0800（2016）08-1117-02

2016-05-10

（本文编辑：钟美春）

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