《[脂肪来源干细胞的基础研究进展] 脂肪干细胞有哪些来源.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[脂肪来源干细胞的基础研究进展] 脂肪干细胞有哪些来源.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、脂肪来源干细胞的基础研究进展 脂肪干细胞有哪些来源 2001年，ZuK等1探讨发觉并证明，抽脂术获得的脂肪组织中存在一群具有多向分化潜能的细胞，被称为脂肪来源干细胞(Adipose-Derived Stromal/Stem Cells，ASCs)。从今以后，ASCs起先渐渐被人们相识。ASCs取材简单、来源丰富，与骨髓间充质干细胞（Bone marrow derived stromal/stem cells,BMSCs）一样具有自我更新实力、活力长久及多向分化潜能等干细胞特征，并且具有稳定生长和增殖、促进组织修复的实力。ASCs不仅在整形外科领域，如自体脂肪移植、促进创面愈合等，而且在心肌缺血
2、、神经系统疾病、组织工程等领域中有着很好的应用前景，因此，关于ASCs的探讨成为医学探讨的热点之一，已经有部分的临床探讨、基础探讨持续不断深化，取得了较多的成果，本文就ASCs的基础探讨进展综述如下。 1概述 ZuK等1-2以抽脂获得的人脂肪组织为探讨对象，根据Katz等3的干细胞分别方法，获得了一个呈成纤维细胞形态的细胞群，体外培育时发觉该细胞群具有稳定的倍增效应，能够向多种细胞分化，具有与干细胞所特有的多向分化潜能及自我复制实力，被称为脂肪来源干细胞(Adipose-Derived Stromal/Stem Cells，ASCs)。目前文献上主要是利用抽脂方式或者外科切除的脂肪组织进行胶原
3、酶消化获得的细胞进行培育。ZuK等1-2的探讨表明，经消化、离心、过滤分别的细胞接种4h后起先贴壁，2448h内细胞生特长于停滞状态，形态呈小圆形，直径约5m，色深。48h后，贴壁细胞起先伸展，呈成纤维细胞样短梭形，生长有方向性，直径增加至约20m。56天后细胞呈集落样生长，有克隆形成。传代后细胞仍呈成纤维细胞样梭形生长。经过多次传代（l020代），细胞的增殖速度无明显减慢，表现出低苍老性。这表明脂肪组织蕴含丰富的ASCs细胞，Kotaro等4探讨显示从抽脂术后抽吸物中提取的细胞至少有10%是ASCs，且细胞体外扩增实力很强，易于传代培育。 2ASCs的鉴定 目前，尚无干脆方法可鉴定ASCs。
4、干细胞鉴定常用的鉴定方法都是通过分化表型逆推得知是否为干细胞5。ASCs在形态上与BMSCs相像，因此无法从形态学上与之鉴别6。探讨证明多种干细胞皆可表达CD44。CD44表达为阳性，说明细胞来源于干细胞。在表型上，ASCs与BMSCs有共同之处，共同表达的有CD29，CD44，CD71，CD90，CD105，SH2，SH3；都不表达CD31，CD34，CD45。但ASCs确定表达CD49，确定不表达CD106；BMSCs确定表达CD106，确定不表达CD49。以上皆表明二者存在差别7-9。鉴定除分化表型外还要看是否具备干细胞的分化实力，目前文献上主要选择成脂和成骨分化鉴定。 3多向分化潜能
5、3.1 向脂肪细胞分化：体外试验证明，ASCs能够回到原始分化途径，形成脂肪组织。经3-异丁基-1-甲基黄嘌呤（IBMX）、吲哚美辛、胰岛素、地塞米松710天的诱导后，油红染色可发觉ASCs中充溢含有中性脂滴的小泡，能合成脂肪酸结合蛋白P2和脂蛋白酶，并分泌脂蛋白瘦素10。在动物模型中注入已分化或未分化的ASCs，并协作不同的生物材料，如藻酸盐、透亮质酸、纤维胶、多聚乳酸等，均能形成脂肪，而且运用多孔的生物材料能提高成脂肪的实力。 3.2 向成骨细胞分化：人ASCs在含有维生素C、-甘油磷酸、1,25-二羟维生素D3的培育基中诱导24周，可在细胞外基质中形成磷酸盐钙化沉积物，并且表达骨源性基因
6、和蛋白质(包括碱性磷酸酶、骨连接素和骨桥蛋白、成骨蛋白及骨钙素)。将ASCs包埋入由羟磷灰石/磷酸盐三钙构成的多孔的水立方体，植入免疫缺陷的小鼠体中，6周后可产生来自ASCs的新的骨样组织。相同的试验条件下，它可比BMSCs产生更多的骨祖细胞和细胞外钙化的基质成分11。 3.3 向软骨细胞分化：在培育基中加入转化生长因子-(TGF-)、胰岛素样生长因子（IGF）、维生素C和地塞米松及转铁蛋白后，ASCs能显示出型胶原等与成熟软骨细胞相关的生化标记。运用合适的三维支架培育12周后的ASCs能分泌软骨细胞的细胞外基质蛋白和、型胶原和蛋白聚糖12。也有文献报道利用微团培育，组织学表现变得越来越像软骨
7、，细胞间隙染色都是蛋白多糖13-14，在培育3周的时候，型和型胶原均上调。 3.4 向肌细胞分化 3.4.1 向骨骼肌细胞分化：在加入马血清的培育基中，ASCs能表达肌细胞生成素、肌原性调整蛋白(myoD)及骨骼肌转录调整因子。最终，细胞融合形成多核的肌管，并表达骨骼肌细胞谱系的标记蛋白，如肌球蛋白轻链激酶15。Gimble等16认为ASCs在骨骼肌损伤修复中很有应用前景。 3.4.2 向心肌细胞分化：培育基中加入5-氮杂胞苷诱导培育1周后，ASCs的形态发生变更,2周后细胞变成圆形，3周后细胞出现自发性搏动，并表达心肌细胞的特异性蛋白肌钙蛋白I17。形态学、免疫组化和超微结构分析证明，这种分
8、化的细胞有心室样和心房样细胞特性。有试验将ASCs注入鼠梗死心肌中,得到了较好的治疗效果18，相关动物心肌模型试验还须要进一步验证。 3.4.3 向平滑肌细胞分化：在体外培育中,发觉ASCs表达-平滑肌肌动蛋白，提示它有修复胃肠道或泌尿道平滑肌损伤的价值。Garcia等19移植自体同源的ASCs以修复直肠阴道瘘，并且视察到瘘管愈合良好,说明自体同源的ASCs可能成为极具价值的治疗方法。 此外，ASCs还被发觉向其他细胞或胚层方向分化，例如可以向内皮细胞20、造血细胞21及神经细胞22-23等方向分化，并有报道称可以在肯定的条件下向上皮细胞24、肝细胞25、胰岛细胞26方向转化。以上表明，ASC
9、s具有多向分化潜能，在肯定诱导条件下可向各个胚层细胞分化。 4促进创面愈合和组织修复 成纤维细胞（Fibroblast,FB）是创面修复中起主要作用的细胞，通过增殖、迁移、合成和分泌细胞外基质等方式，参加肉芽组织及瘢痕形成和后期创面重塑。其中FB的增殖、迁移是创面愈合的两个重要因素。Kim27发觉ASCs培育上清能够促进FB增殖,这个作用可能是通过ASCs在培育过程中产生的多种活性细胞因子实现的，如血管内皮生长因子（VEGF）、肝细胞生长因子（HGF）、b型成纤维细胞生长因子（bFGF）等。Kim等28还发觉ASCs具有削减细胞损伤，削减FB凋亡的实力。 Kim, Lee等27，29探讨发觉，
10、ASCs能够对FB的增殖迁移甚至胶原分泌等方面产生促进作用。另一方面，ASCs通过促进创伤部位血供的复原来促进创面愈合。已经有不少关于ASCs可以促进慢性创面或者是急性创面愈合的文章，特殊是对于放射性创面，效果很好。Lin等30探讨表明，将ASCs移植到大鼠大脑局灶性缺血部位后，通过促进Bcl-2表达和抑制caspase-12来削减凋亡的发生，起到促进缺血组织存活和修复的作用,同样的试验结果在其他组织修复探讨中也有发觉。 5 促进血管新生 Lu等31探讨发觉，ASCs具备促进血管新生的功能。Nakagami等32认为，ASCs促血管新生实力和BMSCs没有差别。ASCs能促进血管新生不仅是由于
11、它具有分化为血管内皮细胞的潜能并进而参加血管构成。另外，它的分泌作用也在其中起到了重要的作用。Rehman等33的试验显示,在低氧环境中的ASCs，其VEGF的分泌量约为正常氧含量环境中的5倍；低氧环境中的ASCs上清能明显促进血管内皮细胞的生长和削减内皮细胞凋亡。Kim等34进行的干细胞向血管内皮分化的诱导试验发觉，ASCs比BMSCs能够形成更多完整的管状结构。已经有关于ASCs促血管化治疗的文章了，这才是干脆证据，ASCs对缺血组织器官的治疗将会是最具可行性的细胞治疗方案之一。 6 免疫调整 ASCs具有调整固有免疫系统的实力，它们没有HLA-2类分子，比其他细胞免疫原性低。在同种异体造
12、血组织移植小鼠中，将ASCs灌注到移植的造血组织中，胜利地治愈了移植物抗宿主病（GVHD）35。关于人类的一些探讨已经表明，将不相关的ASCs注入到受体中，ASCs具有抑制对供体细胞的免疫应答作用。这个结论不仅适用于造血移植物36，还适用于实体器官移植37-38（比如肝脏）。免疫调整效果很可能是T细胞依靠的效果，因为体内体外试验都表明，ASCs能够抑制活化T细胞的增殖活性39-40。即使是分化为其他细胞类型，比如骨细胞，体外试验也发觉能有免疫下调的作用41。 7潜在的威逼 任何一项新技术应用到临床之前，都须要具体地评估运用的平安性和牢靠性。就ASCs而言，来源的多样性可能对治疗结果的均一性产生
13、影响，使得对临床探讨的结果不好分析和阐述。首先，ASCs在每个供体都不一样。性别不同也有区分42，最终导致分化的不同。探讨表明，男性的ASCs更易分化成骨些，女性则是更易成脂。其他探讨结果也表明，不同患者之间的成脂分化结果也是不同的43。年龄的增长也导致ASCs细胞群体的多样性，并且分化与增殖实力与年龄成反比例44-45。其次，ASCs提取时也存在差异，通过脂肪组织的干脆切除可能与抽脂术不一样。另外，取材部位不一样，获得的细胞数量也不一样46。 增殖和分化实力的不一样可能影响ASCs的临床应用，而且它的免疫抑制效果可能须要进一步的监测和警惕。因为BMSCs会向受伤部位募集并进展成组织化生和癌症
14、47，而且能促进肿瘤生长48，同为间充质来源的ASCs也能向受伤部位趋化，所以也有可能对局部肿瘤形成起到促进作用。 8结语及展望 总之，ASCs来源丰富，可进行自体移植，无免疫排斥反应，而且取材简便，不会像抽取骨髓那样，对患者造血系统与免疫系统造成肯定损伤，是一类具有促进组织修复和替代特性的细胞。随着关于ASCs的探讨不断深化，在探讨临床应用的同时，要留意其潜在的危急性，信任ASCs的临床应用前景将会越来越好。 参考文献 1Zuk PA,Zhu M,Mizuno H,et al.Multilineage cells from human adipose tissue:implications
15、for cell-based therapiesJ.Tissue Eng,2001，7(2):211-228. 2Zuk PA,Zhu M,Ashjian P,et al.Human adipose tissue is a source of multipotent stem cellsJ.Mol Biol Cell,2002，13(12):4279-4295. 3Katz AJ,Hull R,Hedrick MH,et a1.Emerging approaches to the tissue engineering of fatJ.Clin Plast Surg,1999，26(4):587
16、-596. 4Kotaro Y,Hirotaka S,Hitomi E.Adipose-derived stem/progenitor cells:roles in adipose tissue remodeling and potential use for soft tissue augmentationJ.Regen.Med，2009，4(2):265-273. 5Pittenger MF,Mackay A,Beck S,et a1.Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cellsJ.Science，1999，284
17、 (5411):l43-l47. 6Festy F,Hoareau L,Bes-Houtmann S.Surface protein expression between human adipose tissue-derived stromal cells and mature adipocytesJ. Histochem Cell Biol，2005，124(2):113-121. 7Pilchard HL,Richerd WM,Klitzman B,et a1.Adult adipose-derived stem cell attachment to biomaterialsJ.Bioma
18、terials，2007，28(6):936-946. 8Lee PH,Kin B,Choi I.Characterization and expression analysis of mesenchymal stem cell from human bone marrow adipose tissueJ.Cell Physiol Biochem，2004，14(46):311-324. 9Rodriguez AM,Elabd C,Amri EZ,et a1.The human adipose tissue is a source of multipotent stem cellsJBioch
19、imie，2005，87(1):l25-128. 10Sen A,Lea-Currie YR,Sujkowski D,et a1.The adipogenic potential of human adipose derived stromal cells from multiple donors is heterogeneousJ.J Cell Biochem,2001,81:312-319. 11Halvorsen YDC,Wilkison WO,Gimble JM.Adipose-derived stromal cells-their utility and potential in b
20、one formationJ.Int J Obes Rel Metab Dis,2000,24:S41-S44. 12Erickson GR,Gimble JM,Franklin D,et a1.Chondrogenic potential of adipose tissue-derived stromal cells in vitro and in vivoJ.Biochem Biophys Res Commun,2002，290:763-769 13Awad HA,Wickham MQ,Leddy HA,et al.Chondrogenic differentiation of adipo
21、se-derived adult stem cells in agarose, alginate, and gelatin scaffoldsJ.Biomaterials，2004，25:3211-3222. 14Guilak F,Awad HA,Fermor B,et al.Adipose-derived adult stem cells for cartilage tissue engineeringJ. Biorheology，2004，41:389-399. 15Mizuno H,Zuk PA,Zhu M,et a1.Myogenic differentiation by human
22、processed lipoaspirate cellsJ.Plast Reconstr Surg,2002,109:199-209. 16Gimble JM,Grayson W,Guilak F,et al.Adipose tissue as a stem cell source for musculoskeletal regenerationJ.Front Biosci (Schol Ed)，2011，3:69-81. 17Rangappa S,Fen C,Lee EH,et a1.Transformation of adult mesenchymalstem cells isolated
23、 from the fatty tissue into cardiomyocytesJ.Ann Thorac Surg,2003,75:775-779. 18Zhang DZ,Gai LY,Liu HW,et a1.Transplantation of autologous adipose-derived stem cells ameliorates cardiac function in rabbits with myocardial infarctionJ.Chin Med J,2007,120(4):300-307. 19Garcia-Olmol D,Garcia-Arranz M,Ga
24、rcia LG,et a1.Autologous stem cell transplantation for treatment of rectovaginal fistula in perianal Crohns disease:a new cell-based therapyJ.Int J Colorectal Dis,2003,74:352-359 20Colazzo F,Chester AH,Taylor PM,et al.Induction of mesenchymal to endothelial transformation of adipose-derived stem cel
25、lsJ.J Heart Valve Dis，2010，19(6):736-744. 21Koc ON,Lazarus HM.Mesenchymal stem cells:heading into the clinicJ.Bone Marrow Transplant,2001,27:235-239. 22Ashjian PH,Elbarbary AS,Edmonds B,et al.In vitro differentiation of human processed lipoaspirate cells into early neural progenitorJ.Plast Reconstr
26、Surg，2003，111:1922-1931. 23Safford KM,Safford SD,Gimble JM,et a1.Characterization of neuronal/glial differentiation of murine adipose-derived adult stromal cellsJ.Exp Neurol,2004,187(2):319-328. 24Brzoska M,Geiger H,Gauer S,et a1.Epithelial differentiation of human adipose tissue-derived adult stem
27、cellsJ.Biochem Biophys Res Commun,2005,330(1):142-150. 25Seo MJ,Suh SY，Bae YC,et al.Differentiation of human adipose stromal cells into hepatic lineage in vitro and in vivoJ.Biochem Biophys Res Commun,2005,328(1):258-264. 26Timper K,Seboek D,Eberhardt M,et al.Human adipose tissue-derived mesenchymal
28、 stem cells differentiate into insulin, somatostatin, and glucagon expressing cellsJ.Biochem Biophys Res Commun，2006，341:1135-1140. 27Kim WS,Park BS,Sung JH,et a1.Wound healing effect of adipose-derived stem cells：a critical role of secretory factors on human dermal frbroblastsJ.Dermatolog Sci,2007,
29、48(1):15-24 28Won-Serk Kim,Byung-Soon Park,So-Hyun Park,et a1.Antiwrinkle effect of adipose-derived stem cell:activation of dermal fibroblast by secretory factorsJ.J Dermat Sci,2009,53:96-102 29Lee EY,Xia Y,Kim W S,et al.Hypoxia-enhanced wound-healing function of adipose-derived stem cells:increase
30、in stem cell proliferation and up-regulation of VEGF and bFGFJ.Wound Repair Regen,2009,17(4):540-547. 30Lin XH,Liu N,Xiao YC,et al.Effects of adipose-derived stem cells transplantation on the neuronal apoptosis and the expression of Bcl-2 and caspase-12 in the brain post focal cerebral ischemia in r
31、atsJ.Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi，2011，27(1):40-43. 31Lu F,Mizuno H,Uysal AC,et a1.Improved viability of random pattern skin flaps through the use of adipose-derived stem cellsJ.Plast Reconstr Surg,2008,121:50-58. 32Hironori Nakagami,Ryuichi Morishita,Kazuhisa Maeda,et a1.Adipose tissue-deriv
32、ed stromal cells as a novel option for regenerative cell therapyJ.Ather Thromb,2006,l3(2):77-81. 33Rehman J,Traktuev D,Li J,et a1.Secretion of angiogenic and antiapoptotic factors by human adipose stromal cellsJ.Circulation,2004,109:1292-1298. 34Yeon Jeong Kim,Hoe Kyu Kim,Hyun Hwa Cho,et a1.Direct c
33、omparison of human mesenchymal stem cells derived from adipose tissues and bone marrow in mediating neovascularization in response to vascular ischemiaJ.Cell Physiol Biochem,2007,20:867-876 35Yanez R,Lamana ML,Garcia-Castro J,et al.Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells have in vivo immunosup
34、pressive properties applicable for the control of the graft-versus-host diseaseJ.Stem Cells,2006, 24:2582-2591. 36Fang B,Song Y,Liao L,et al.Favorable response to human adipose tissuederived mesenchymal stem cells in steroid-refractory acute graft-versus-host diseaseJ.Transplant Proc，2007，39:3358-33
35、62. 37Fang B,Song Y,Lin Q,et al.Human adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells as salvage therapy for treatment of severe refractory acute graft-vs-host disease in two childrenJ. Pediatr Transplant，2007，11:814-817. 38Wan CD,Cheng R,Wang HB,et al.Immunomodulatory effects of mesenchymal stem c
36、ells derived from adipose tissues in a rat orthotopic liver transplantation modelJ.Hepatobiliary Pancreat Dis Int，2008，7:29-33. 39Wolbank S,Peterbauer A,Fahrner M,et al.Dose-dependent immunomodulatory effect of human stem cells from amniotic membrane:a comparison with human mesenchymal stem cells fr
37、om adipose tissueJ.Tissue Eng，2007，13:1173-1183. 40Puissant B,Barreau C,Bourin P,et al.Immunomodulatory effect of human adipose tissue-derived adult stem cells:comparison with bone marrow mesenchymal stem cellsJ. Br J Haematol，2005，129:118-129. 41Niemeyer P,Kornacker M,Mehlhorn A,et al.Comparison of
38、 immunological properties of bone marrow stromal cells and adipose tissue-derived stem cells before and after osteogenic differentiation in vitroJ.Tissue Eng，2007，13:111-121. 42Aksu AE,Rubin JP,Dudas JR,et al.Role of gender and anatomical region on induction of osteogenic differentiation of human ad
39、ipose-derived stem cellsJ.Ann Plast Surg，2008，60:306-322. 43Sen A,Lea-Currie YR,Sujkowska D,et al.Adipogenic potential of human adipose derived stromal cells from multiple donors is heterogeneousJ.J Cell Biochem，2001，81:312-319. 44Lei L,Liao W,Sheng P,et al.Biological character of human adipose-deri
40、ved adult stem cells and influence of donor age on cell replication in cultureJ.Sci China C Life Sci，2007，50:320-328. 45Schipper BM,Marra KG,Zhang W,et al.Regional anatomic and age effects on cell function of human adipose-derived stem cellsJ.Ann Plast Surg，2008，60:538-544. 46Fraser JK,Wulur I,Alfon
41、so Z,et al.Differences in stem and progenitor cell yield in different subcutaneous adipose tissue depotsJ.Cytotherapy，2007，9:459-467. 47Houghton JM,Stoicov C,Nomura S,et al.Gastric cancer originating from bone marrow-derived cellsJ.Science，2004，306:1568-1571. 48Djouad F,Plence P,Bony C,et al.Immunosuppressive effect of mesenchymal stem cells favors tumor growth in allogeneic animalsJ.Blood，2003，102:3837-3844. 收稿日期2010-11-29 修回日期2011-02-11 编辑/李阳利