脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞用于體表軟組織缺損修復(fù)的研究進(jìn)展.doc

脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞用于體表軟組織缺損修復(fù)的研究進(jìn)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(zhì)干細(xì)胞在體表軟組織缺損修復(fù)中的作用，對相關(guān)的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，重點(diǎn)將脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞在組織缺損修復(fù)中的的優(yōu)勢進(jìn)行文獻(xiàn)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(zhì)干細(xì)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(xiàn)檢索語種限制為英文和中文。納入軟組織修復(fù)的基礎(chǔ)及臨床研究，排除重復(fù)性研究及目的與本文不相關(guān)的研究。結(jié)論脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞在一定條件作用下可以修復(fù)皮下軟組織缺損，可以作為組織工程的種子細(xì)胞?！娟P(guān)鍵詞】脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞；定向誘導(dǎo)；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(fù)是當(dāng)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(dāng)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(diǎn)，但是二者都存在明顯的缺陷。填充材料修復(fù)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(yīng)，后者應(yīng)運(yùn)而生。然而實(shí)踐證明，后者雖然不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)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(jī)體供區(qū)較大的局部創(chuàng)傷和痛苦。組織工程技術(shù)的出現(xiàn)為臨床上更好地解決組織缺損修復(fù)等難題提供了一個新的思路，選用合適的干細(xì)胞作為種子細(xì)胞的來源已成為研究的熱點(diǎn)6。組織工程中的關(guān)鍵因素之一是種子細(xì)胞，脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose-derivedstemcells,ADSCs)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種成體干細(xì)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(zhì)干細(xì)胞，不僅在體內(nèi)體外具有多向分化潛能,在不同的誘導(dǎo)因子作用下可以向脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌細(xì)胞、成骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及胰島細(xì)胞分化,有望成為臨床上用來修復(fù)受損的組織和器官的理想干細(xì)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(shí)脂肪組織來源干細(xì)胞類似于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bonemarrowderivedmesenchymalstemcells，BMSCs）可以向成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等不同胚層來源的細(xì)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(xué)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(xì)胞，極具臨床應(yīng)用及基礎(chǔ)研究前景。1脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞作為組織工程種子細(xì)胞的優(yōu)勢脂肪間充質(zhì)干細(xì)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(xì)胞，類似于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)，國內(nèi)已有相關(guān)研究報道證明，脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞在生長動力學(xué)、細(xì)胞衰亡、表面標(biāo)志等方面與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞間沒有顯著的差異。11-14而其作為組織工程的種子細(xì)胞具有明顯的優(yōu)勢：1）來源廣，取材容易，對機(jī)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(shù)獲取的每250300ml脂肪中含有超過1xl09個成體干細(xì)胞，并預(yù)測脂肪基質(zhì)將成為人類最大的成體干細(xì)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(zhì)干細(xì)胞與混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)體系中，反應(yīng)源和刺激源淋巴細(xì)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(zhì)干細(xì)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(xì)胞能成功分化為成熟的脂肪細(xì)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(xué)問題，可反復(fù)取材。由于脂肪組織來源干細(xì)胞擁有這些特性，已成為組織工程種子細(xì)胞的熱點(diǎn)研究對象。2脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞用于軟組織缺損修復(fù)的可能機(jī)理：脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞可用于軟組織缺損的修復(fù).有研究證實(shí)干細(xì)胞具有在組織損傷的內(nèi)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)定向誘導(dǎo)分化的能力,即實(shí)現(xiàn)損傷組織的按需修復(fù)與再生的可能,在這方面國內(nèi)外都有一些相關(guān)報道,有理論認(rèn)為其主要機(jī)理可能是在機(jī)體組織受損傷時,循環(huán)在體內(nèi)的干細(xì)胞可經(jīng)動員趨化到達(dá)損傷部位,并在局部微環(huán)境誘導(dǎo)下分化為特異的組織細(xì)胞參與自身修復(fù)。203當(dāng)前成功構(gòu)建脂肪組織用于治療脂肪組織缺損的策略：前體脂肪細(xì)胞或脂肪組織來源干細(xì)胞接種于可吸收高分子材料并進(jìn)行體內(nèi)移植所形成的成熟的脂肪組織21。結(jié)合可注射的微載體珠和水凝膠介質(zhì)以刺激宿主脂肪細(xì)胞的再生從而填充軟組織的空隙22膠原微珠已被用作結(jié)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(guān)生長因子，無需開放性手術(shù)即可置入23。Lee等預(yù)先將ADSCs在體外分化為脂肪細(xì)胞種植到膠原和透明質(zhì)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(xì)胞黏附、生長和分化，并最終形成組織和器官，應(yīng)當(dāng)最適于為新生細(xì)胞和組織提供長期支持，或作為臨時的循環(huán)細(xì)胞介導(dǎo)系統(tǒng)。將前體脂肪細(xì)胞或脂肪組織來源干細(xì)胞結(jié)合高度血管化的大網(wǎng)膜片段進(jìn)行體內(nèi)移植構(gòu)建出組織工程脂肪24。直接利用生長因子誘導(dǎo)前體脂肪細(xì)胞或脂肪組織來源干細(xì)胞向植入位點(diǎn)遷移以產(chǎn)生脂肪組織25。Choi等26將成脂誘導(dǎo)后的脂肪組織來源干細(xì)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(fù)合后植入免疫缺陷小鼠體內(nèi),形成了脂肪樣組織。細(xì)胞輔助脂肪移植,即自體脂肪干細(xì)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(xì)胞（ADSCs）的細(xì)胞基質(zhì)血管層，并與另一半抽脂混合反應(yīng)形成移植用“支撐物”。這使得脂肪填充物中脂肪干細(xì)胞的濃度增加，制成用于移植的脂肪。4.脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞移植比脂肪移植用于體表組織缺損的修復(fù)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(fù)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(yīng)、疤痕小，且其操作技術(shù)日趨成熟，治療效果不斷提高，而被認(rèn)為是修復(fù)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(lǐng)域28，29。但自體脂肪組織的低成活率及術(shù)后組織纖維化等使其臨床應(yīng)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(xì)胞對缺氧、損傷的耐受力低，且不能增殖更新。而脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（ADSCs）則具有強(qiáng)大的增殖分化潛力，對缺氧耐受力更強(qiáng)，且自體干細(xì)胞用于移植可避免排異反應(yīng)，更加安全。干細(xì)胞是體內(nèi)正常的細(xì)胞,它們不是癌細(xì)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(fēng)險。且所需脂肪組織少，減少了脂肪移植術(shù)中供區(qū)畸形的發(fā)生。5展望脂肪干細(xì)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(fù)取材、對患者損傷小等優(yōu)點(diǎn)，相較BMSCs具有更加強(qiáng)大的體外多代增殖能力，取材時可結(jié)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(xì)胞，在一定條件下，能定向誘導(dǎo)分化為脂肪細(xì)胞，提高自體脂肪移植存活率，有望在乳房再造術(shù)、除皺術(shù)及凹陷畸形矯正術(shù)中發(fā)揮作用，達(dá)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(jìn)一步研究。當(dāng)前所進(jìn)行的有關(guān)脂肪源性干細(xì)胞的研究主要集中在它具有的一些生物學(xué)特性上，主要是一些細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)，而細(xì)胞在活體動物體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)觀察較少見。對于ADSCs的深入應(yīng)用，仍需進(jìn)一步研究鑒定ADSCs的特異性細(xì)胞標(biāo)志，包括鑒定ADSCs分化各階段的標(biāo)志。而干細(xì)胞的來源、分離、培養(yǎng)及鑒定還有許多工作要做,干細(xì)胞誘導(dǎo)、分化及遷移機(jī)制也有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)：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(zhì)干細(xì)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(xì)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(fù),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(xué)，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.