脂肪间充质干细胞研究应用进展＊

罗永慧，刘漪沦

1.成都医学院 基础医学院（成都 610500）；2.成都医学院第一附属医院 烧伤外科（成都 610500）

脂 肪 间 充 质 干 细 胞（adipose tissue－derived stem cells，ADSCs）被用于多种疾病的相关治疗研究，其中包括肝纤维化、神经损伤、血管缺损、骨骼肌损伤、原发慢性免疫性血小板减少症、心肌梗死和组织硬化症等［1－3］。ADSCs可以分化为多种成熟细胞类型，已成为细胞治疗中的理想种子细胞之一，应用于组织修复的研究也逐渐增多。

1 ADSCs的特征与特点

1.1 安全性与伦理学优势

ADSCs是来源于脂肪组织的成体干细胞，在临床研究应用上具有较好的安全性与伦理学优势。ADSCs与胚胎干细胞不同，胚胎干细胞具有体外无限增殖的特性，具有致瘤（例如畸胎瘤）的危险，并且由于其来源问题，在医学伦理上存在很大争议［4］。ADSCs在安全性和伦理学问题上不存在以上问题。首先，虽然ADSCs具有多向分化的潜能，在体外增长速度快，但目前尚未发现其有致瘤的危险；其次，来源于脂肪组织的间充质干细胞，在细胞提取的过程中也完全符合伦理学要求，能被大多数人接受。

1.2 取材和个性化应用的优势

ADSCs与骨髓干细胞一样，能分化为多种类型的成熟细胞，但ADSCs取材比骨髓干细胞容易［5］。骨髓穿刺过程十分痛苦，且穿刺获得的量有限；而ADSCs可以从皮下脂肪组织中消化得来，脂肪组织丰富，腹股沟皮下脂肪常作为一个重要的取材来源，其侵害性相对较小，手术过程也相对简单。ADSCs经过分离、培养、扩增或再经过定向诱导分化，具有直接用于患者的优势，是个体化细胞治疗较好的选择。

1.3 免疫原性弱

大量研究证实，ADSCs同其他间充质干细胞一样，主要组织相容性复合体（MHC）分子表达低。MHC分子参与免疫反应，具有决定效应细胞应答、控制补体组分产生和影响移植排斥反应等作用［6］。由上述可知，ADSCs的免疫原性弱，移植排斥反应发生率低，所以在移植治疗上更具优势。

1.4 一般性质

ADSCs是成体干细胞，细胞呈长梭形，增长迅速，常常呈旋涡状排列。跟其他干细胞一样，ADSCs在特定诱导因子的作用下，能够分化为多种类型的组织（例如骨组织和肌组织等）［7］。ADSCs作为一种细胞，也具有特异性的细胞表面抗原标记物，研究证实ADSCs阳性表达CD44、CD73、CD105和CD90，不表达 CD14、CD34和 CD45［8－9］，这些特异性的细胞表面抗原常作为细胞筛选和进行细胞鉴定的理论依据。

2 ADSCs的诱导分化方法

2.1 基因转染

基因转染技术是细胞诱导分化的一个重要技术，使用该技术，将特定基因转染ADSCs，可诱导ADSCs向特定类型的成熟细胞分化，有研究将PDX1基因转染ADSCs，诱导其分化以治疗1型糖尿病。转染了PDX1的ADSCs表达胰岛素、NeuroD 等相关基因［10］。李雪峰［11］用 LMP－1基因转染人ADSCs，发现LMP－1基因可以诱导ADSCs向类软骨组织方向分化。樊芙蓉［12］使用携带VEGF165基因的重组腺病毒载体转染人ADSCs，发现该细胞大量分泌促血管生长因子。雷胜男等［13］将转化生长因子β3转染ADSCs，成功的将ADSCs诱导分化为纤维软骨细胞。

2.2 共培养诱导

细胞共培养诱导的方法是一种简单方便的技术，操作过程不复杂。早在2009年，已有研究成功将兔子间充质来源的干细胞诱导分化成角膜上皮样细胞［14］。后来王甲［15］利用 Transwell共培养系统将人ADSCs与兔角膜内皮细胞体外分离共培养，成功诱导人ADSCs表达角膜内皮细胞功能性蛋白质AQP1，且诱导后的人ADSCs有望作为移植治疗角膜内皮病变和损伤的种子细胞。

2.3 化学诱导

化学诱导是较早的一种细胞分化诱导技术，其中，应用最多且技术较为成熟的就是干细胞的成骨成脂诱导，通过调整细胞培养基的成分，以诱导细胞的分化方向。将ADSCs诱导分化为骨细胞的培养基配方是：含有10%胎牛血清的α－MEM、抗坏血酸、β－磷酸甘油、地塞米松。将ADSCs诱导分化为脂肪细胞的成脂培养基成分为：含有10%胎牛的高糖DMEM、地塞米松、胰岛素、吲哚美辛、3－异丁基－1－甲基黄嘌呤。通过化学诱导的方法将ADSCs诱导分化为骨细胞或脂肪细胞，也是ADSCs细胞鉴定的常用方法之一［16］。

2.4 其他

随着组织工程的不断发展和广泛应用，干细胞的诱导分化方法也在不断发展，包括条件培养基诱导方法中培养基成分的优化、特异因子的使用、药物处理、细胞移植方法等。例如，用细胞移植的方法可以将ADSCs诱导分化为神经元细胞［17］、用成纤维细胞生长因子预处理ADSCs可以将其诱导分化为肝细胞［18］、用条件培养基移植的方法可以将ADSCs诱导分化为肌细胞等。在实验及临床应用中，可根据不同的需求，选择相应适宜的诱导分化方法，以获得理想的结果。

3 ADSCs在组织修复中的应用

近年来，ADSCs在组织工程中的应用受到很高关注［19］。ADSCs是多能干细胞，可用于多个部位的急慢性组织损伤的修复和再生治疗，包括皮肤创面的修复、肝脏组织的修复等。

3.1 烧伤创面

在临床实践中，烧伤创面的修复，尤其是面部皮肤，常常因为瘢痕形成、色素沉着等问题，使创面完美修复成了传统治疗的一个棘手问题。于是，研究者们开始探索新的治疗方案。2013年，Zhou等［20］使用激光烧伤皮肤，然后移植ADSCs进行治疗，发现移植ADSCs的伤口与对照组相比，其红斑、黑色素及表皮失水指标明显降低，且3型前胶原蛋白的mRNA是对照组的2.6倍。刘晓玉等［21］尝试通过人ADSCs皮内移植来治疗裸鼠皮肤创面，发现ADSCs移植能够明显提高裸鼠皮肤创面愈合的速度。上述研究表明，ADSCs在创面修复治疗上，具有诸多优势。

3.2 肝纤维化

肝脏组织常常因为病毒或酒精的作用，产生炎症反应，最终导致肝纤维化。严重肝纤维化改变了肝脏正常的结构，并影响其功能。肝纤维化的治疗是临床一大难题，以往的药物治疗很难改善肝纤维化的情况。随着ADSCs研究的不断深入，ADSCs在肝纤维化治疗中的应用前景开始受到关注。有研究将经过成纤维细胞生长因子预处理的ADSCs移植到裸鼠体内，一定时间后，观察到ADSCs可表达几种肝脏特异标记基因并具备相关功能，比如白蛋白分泌、肝糖原分泌、尿素合成和低密度脂蛋白的摄取；更重要的是ADSCs增长速率大大增加，抑制了肝纤维化，并使血清丙氨酰胺氨基转移酶的含量和白蛋白水平恢复［18］。另有研究［22］表明，ADSCs对四氯化碳所致肝损伤大鼠有一定的治疗作用。柳林等［23］通过肝动脉途径，移植自体ADSCs治疗晚期肝硬化患者，取得了确切疗效。上述研究表明ADSCs在肝纤维化的修复方面具有一定优势和临床应用前景。

3.3 骨损伤修复

骨损伤修复包括骨质损伤修复和骨关节损伤修复，目前有大量研究将ADSCs应用到骨损伤修复中。Thesleff等［5］对4例颅骨严重缺陷的患者进行ADSCs移植，且未进行自体骨移植，结果显示患者颅骨缺损成功修复。目前，在骨损伤修复或美容整形方面，ADSCs的应用正不断受到广大医学者的关注，且其相关技术步骤也在不断简化，准确性也显著提高。过去采用繁琐的3个程序才能完成ADSCs对骨组织的修复，整个过程耗时长［24］；而如今有人提出“原位骨形成术”，只需要1步程序就能完成下颌骨的修复［25］。

3.4 神经修复

ADSCs是脂肪组织中的未分化细胞，是最丰富且最易获取的干细胞。ADSCs在神经变性疾病的细胞置换手术中是一类较适宜的细胞。2011年，Abdanipour等［26］成功将ADSCs诱导分化为神经元样细胞，并用于治疗神经损伤，发现其具有一定疗效。另有研究发现脊髓损伤大鼠经尾静脉移植人ADSCs后，其行为学有很大改善［17］。

4 存在问题及应用前景

ADSCs作为成体干细胞，具有多向分化的潜能，在特定的处理条件下可分化为各种不同类型的成体细胞。在组织修复的应用中，ADSCs是一种具有较大应用前景的干细胞，也是移植治疗的一个潜在有利资源。目前，已有临床前研究显示，ADSCs能成功修复缺损组织。ADSCs的提取培养技术多种多样，至今还没有关于ADSCs的提取培养的统一方法。虽然ADSCs在组织器官的缺损修复及再生方面已有大量的实验研究，但这与临床应用还存在很大距离，还需进一步的临床研究。

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