脂肪间充质干细胞及其在脂肪组织移植中应用的研究进展 - 国内文献区干细胞之家



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发表于 2009-3-3 12:38 |只看该作者 |倒序浏览 |打印

作者：彭君强（综述）　罗少军　汤少明　梁杰（审校）作者单位：广东医学院附属医院，广东湛江 524000

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      【摘要】  　　本文从脂肪间充质干细胞向各系细胞分化的机制及其可分泌细胞因子、促进血管形成，在体内的定向诱导分化和作为基因治疗载体等几方面对脂肪间充质干细胞的研究进展作了综述。 ' {2 m) Z1 Y5 n; w* N
      【关键词】间质干细胞；组织移植；脂肪组织；综述文献3 R) H% a" @% R1 Z
   　　自体脂肪组织作为理想的软组织填充材料，其生物相容性优于人工组织代用品、异体及异种材料，没有免疫排斥现象，特别是随着20世纪80年代脂肪抽吸技术的发展，脂肪组织游离移植进行软组织充填凸现了相当大的优势。但自Neuber于1893年率先用多个自体游离的小脂肪块填充软组织缺损到现在已达一百多年，移植脂肪组织颗粒仍存在高吸收率和低存活率的问题，至今仍无突破性的进展。人们从人脂肪组织抽吸物中获得了一种成纤维细胞形态的细胞群，称之为脂肪间充质干细胞(adipose tissuederived stromal cells，ADSC)，因其取材容易、获得率高，并有分泌细胞因子促进血管形成和多向分化潜能等优势，随着研究的深入，它与脂肪组织工程的结合变得切实可行。本文就有关方面的最新研究进展作一综述。7 D6 u+ {$ W# U) N5 i

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　　1ADSCs的多向分化

　　Zuk等［1］在病人臀部和大腿处抽取的脂肪中发现有大量类似干细胞的细胞，经培养后可以向软骨细胞、骨细胞、脂肪细胞等分化。此后，又有一些学者证实脂肪来源的干细胞可向脂肪细胞、软骨细胞、骨细胞［12］、心肌细胞［3］、平滑肌细胞［4］、内皮细胞［5］、神经元细胞［6］、肝细胞［7］、血管内皮祖细胞［8］等方向分化。这仅是在体外特定的定向诱导条件下细胞表达了不同系细胞的特征，距临床应用甚远。脂肪干细胞向不同系分化的细胞生物学和分子生物学的机制如何，体内组织细胞的生长受到神经、体液和周围环境等诸多因素的影响，其分化的微环境及其调控机制如何，以及细胞分化的基因调控机制如何等都尚未明了。李成健等［9］报道了从小鼠胚胎干细胞到脂肪细胞分化过程中PPAPγ2基因的表达模式，支持了PPAPγ2基因为脂肪组织特异性表达基因，这为脂肪细胞分化机理研究提供了线索。Lee等［10］用沉默Tbx3转录因子的慢病毒阻滞Tbx3，发现人ADSC增殖和向成骨分化减弱，反之则增强，认为Tbx3基因的表达对ADSC增殖和向成骨分化起重要作用。Cho等［11］用RNA干扰技术证明了Wnt蛋白3Α是通过增加细胞连环蛋白β的水平促进ADSC增殖并抑制其向成骨分化的。Hwa Cho等［12］在用鞭毛素、肽聚糖（PGN）、脂多糖（LPS）、人工合成的双链RNA和CpG寡脱氧核苷酸(CpGODN)刺激培养的ADSC，并用RTPCR法和流式细胞术观察toll样受体（TRLs）的表达及ADSC的增殖情况时发现：CpGODN促进ADSC的增殖，PGN和LPS促进成骨分化，而CpGODN则抑制成骨，双链RNA对PGN、LPS起协同作用，而且在缺氧条件下ADSC更容易受到TRLs表达情况的影响，这为研究ADSC在体内的增殖分化提供了线索。Wan等［13］研究表明：ADSC细胞的成骨分化需要维甲酸和骨形成蛋白受体IB激活，而维甲酸又可增加骨形成蛋白受体IB的表达。Song等［14］用免疫学的方法研究表明制瘤素(OSM)通过JAK3和MEK依赖的信号通路诱导ADSC向脂肪细胞分化，同时抑制脂联素的分泌，其机制与下调PPARγ2和脂蛋白酶有关。Peptan等［15］取兔不同部位脂肪的ADSC进行成骨活性比较，发现来自内脏的脂肪ADSC比来自皮下的脂肪ADSC成骨活性要高，但其机制未明。/ s: n4 h% M5 L$ ~5 k( v$ K
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　　2ADSC在脂肪组织移植中的作用

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　　脂肪组织游离移植存在高吸收率和低存活率问题的主要原因是脂肪组织对缺血缺氧的耐受力差，在移植体未重新建立血运之前发生液化坏死，炎症反应，形成囊肿或纤维化，最后被吸收。所以在移植体未坏死之前提高血管形成的速度和效率以及移植耐缺血缺氧组织进体内后转化成脂肪组织都是可取策略。/ V0 ?. {8 \' q+ k

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　　2.1ADSC可分泌细胞因子，促进血管形成

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　　Li等［16］在分离培养ADSC过程中，用ELISA和RTPCR方法检测到ADSC分泌多量的血管内皮生长因子（VEGF）、肝细胞生长因子（HGF）、基质细胞衍生因子1α（SDF1α）刺激其向脂肪细胞和内皮细胞分化，其中VEGF、HGF是血管形成最重要的细胞因子。在多种组织缺血模型的研究中也发现移植ADSC可改善缺血情况。Kubis等［17］用体内成像技术和免疫组织化学方法观察移植到大脑局部缺血部位的大鼠体内的ADSC，发现移植的ADSC在脑缺血组织中大约有5%，特别是在小血管周围同时有平滑肌生成，这说明缺血可诱导ADSC成活并使其迁移至脑缺血部位形成平滑肌。同样，Sumi等［18］在大鼠缺血后肢中发现由ADSC分化的血管内皮细胞和平滑肌细胞。Shigemura等［19］在研究ADSC对肺气肿肺泡重建的作用时发现ADSC可分泌多量的HGF，移植ADSC后4周可观察到上皮增殖和血管增加，重建肺气肿损害的肺功能。这些都表明ADSC可分泌促血管生长的因子，有强大的血管发生能力，并能明显趋化其至损伤部位，在局部微环境的诱导下，向损伤组织修复所急需的组织细胞分化，即“局部专一诱导性分化”(sitespecific differentiation)。所以，ADSC在脂肪组织移植体在缺血组织中的作用是可以预测的。& P5 E7 d+ |- k8 y3 O/ T2 D; @
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　　2.2ADSC在体内的定向诱导分化! H7 ^6 E8 n1 I4 t' P8 x) U. M
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　　ADSC经定向诱导后移植至体内可继续分化，这使很多在临床上的治疗设想都成为可能，随着研究的深入，ADSC在体内最后分化成脂肪组织进行组织充填逐渐可行。Masuoka等［20］用Ⅰ型胶原蛋白做成蜂窝状支架与经向成软骨诱导的ADSC一起（外面用薄膜加封）移植至兔子膝盖原来髌骨所在处，12周后发现有完整形状的透明软骨形成。Hattori等［21］用β磷酸三钙复合体作为经向成骨诱导的ADSC的支架放至裸鼠皮下，发现有骨组织形成。这些都提示ADSC在脂肪组织工程中有广阔的应用前景。如向脂肪分化的ADSC可以用Ⅰ型胶原蛋白、β磷酸三钙复合体、透明质酸作为支架进行移植等。Hong等［22］用凝胶海绵作支架在体外进行人ADSC成脂分化的三维培养，并用油红O染色法进行鉴定，经过短期培养后与凝胶海绵一起移植至免疫耗竭的小鼠背部，4周后用生物化学和免疫组织化学的方法证实移植物转变为脂肪组织，认为人ADSC结合生物相容并与可降解的凝胶海绵进行脂肪组织工程是可行的。但此研究只是证实了方法的可行性，临床应用中还有很多诸如如何控制分化的脂肪组织的体积，成脂分化是否有致癌性等的问题需要解决。, ]) P3 v  Z: w, P
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　　2.3ADSC可作为基因治疗的载体

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　　腺病毒、逆转录病毒和慢病毒是基因治疗常用的3种载体。Morizono等［23］比较了上述3种载体转染ADSC的效率，发现慢病毒有较高的转染效率，且当慢病毒载体将外源基因转入ADSC，把ADSC诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞后，仍有外源基因的表达。这说明将来ADSC和慢病毒载体联合应用可能是基因治疗的一种非常重要的工具。很多相关的研究表明ADSC是良好的基因治疗载体。郑培惠等［24］用包含骨形成蛋白2基因的腺病毒(AdhBMP2)成功转染ADSC，转染后的ADSC可继续分化为成骨细胞。郑岩等［25］证明可将VEGF基因体外转染大鼠骨髓间充质干细胞。ADSC与骨髓间充质干细胞相似，且脂肪组织与来源丰富、容易获取，从脂肪组织中可提取大量的ADSC，其与基因治疗技术相结合似有可能解决游离脂肪组织移植的根本问题。1 W8 Q% B. Z5 N; w' ~; l
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　　虽然ADSC可以定向分化为脂肪组织，具有“局部专一诱导性分化”的特性，可对缺血组织分泌相关的细胞因子，产生强大的促血管生成能力，并可作为基因治疗的良好载体，但能否解决临床上游离脂肪组织移植的根本问题，仍需进一步研究。1 W2 z+ i/ Z# G( T. H0 ~* q
      【参考文献】0 }5 x) K6 d( ]
　　［1］ ZUK P A, ZHU M, MIZUNO H, et a1.Multilineage cells from human adipose tissue：implications for cellbased therapies［J］.Tissue Eng,2001,7(2):211228.$ T3 _3 n4 s, Z4 }
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$ T3 V) C7 Y5 i$ I5 ?
　　［2］ STREM B M, HICOK K C, ZHU M,et al. Multipotential differentiation of adipose tissuederived stem cells［J］. Keio J Med,2005,54(3):132141.6 \$ Y. s( `" }: f- B: F
) _; M/ U$ ?6 R4 t+ Z

% y% Q! d. x, i/ c
　　［3］王燕,陈光辉,邵建华,等.大鼠脂肪组织源性间充质干细胞的分离及向心肌细胞的诱导分化［J］.山东大学学报 (医学版),2005,43(7):578581.
; W" D/ w, a4 |3 C8 D5 B) B% a9 n
& w2 D1 `" J4 \9 G' T
5 }7 m1 w% f8 C' ?( ?
　　［4］ JACK G S, ALMEIDA F G, ZHANG R, et al. Processed lipoaspirate cells for tissue engineering of the lower urinary tract: implications for the treatment of stress urinary incontinence and bladder reconstruction［J］. J Urol,2005,174(5):20412045.3 o* ?3 Z" ]* f$ U8 U# K& p
/ s. D) E8 \6 J6 p

　　［5］ CASTEILLA L, PLANATBENARD V, COUSIN B,et al. Plasticity of adipose tissue: a promising therapeutic avenue in the treatment of cardiovascular and blood diseases? ［J］. Arch Mal Coeur Vaiss,2005,98(9):922926.
% j. a! I. |: _+ b

　　［6］ CASE J, HORVATH T L, HOWELL J C, et al. Clonal multilineage differentiation of murine common pluripotent stem cells isolated from skeletal muscle and adipose stromal cells［J］. Ann N Y Acad Sci,2005,1044:183200.
( x& [$ I. e* T3 G6 d4 ~% D

　　［7］ SEO M J, SUH S Y, BAE Y C, et al. Differentiation of human adipose stromal cells into hepatic lineage in vitro and in vivo［J］.Biochem Biophys Res Commun,2005,328(1):258264.

# ^: I) e5 K& c% l

　　［8］ MARTINEZESTRADA O M, MUNOZSANTOS Y, JULVE J, et al. Human adipose tissue as a source of Flk1  cells: new method of differentiation and expansion［J］. Cardiovasc Res,2005,65(2):328333., l) E4 ?) L8 h# c, B* c7 h% U
" U) L( K% p' e. c4 D

6 R. ?# Y$ Z0 U+ t- t2 h0 @
　　［9］李成健,张晓兰,杨扬,等.小鼠胚胎干细胞向脂肪细胞分化过程中PPARγ2基因的表达模式［J］.生物工程学报,2005,21(2):187191.
4 @2 c& U' I) n

& m' n1 }, H; ]0 H( j( R
　　［10］ LEE H S, CHO H H, KIM H K, et al．Tbx3, a transcriptional factor, involves in proliferation and osteogenic differentiation of human adipose stromal cells［J］. Mol Cell Biochem,2007,296(1/2):129136.

2 I( p7 E6 O) L9 S7 h6 l. G) Y$ k
　　［11］ CHO H H, KIM Y J, KIM S J, et al. Endogenous Wnt signaling promotes proliferation and suppresses osteogenic differentiation in human adipose derived stromal cells［J］.Tissue Eng,2006,12(1):111121.' k, u7 y2 B+ Y

　　［12］ HWA CHO H, BAE Y C, JUNG J S. Role of tolllike receptors on human adiposederived stromal cells［J］.Stem Cells,2006,24(12):27442752.

; G2 o: p0 i5 K+ a, S) N6 ^  v
　　［13］ WAN D C, SHI Y Y, NACAMULI R P, et al. Osteogenic differentiation of mouse adiposederived adult stromal cells requires retinoic acid and bone morphogenetic protein receptor type IB signaling［J］. Proc Natl Acad Sci U S A, 2006,103(33):1233512340.

0 U. u0 l) \- z9 U) {
' {0 Y9 p& P  l! l5 |& J* x
　　［14］ SONG H Y, KIM M R, LEE M J, et al. Oncostatin M decreases adiponectin expression and induces dedifferentiation of adipocytes by JAK3 and MEKdependent pathways［J］. Int J Biochem Cell Biol, 2007,39(2):439449.! q. @( }+ i, C8 [4 T
7 p+ Q: D8 V8 C
" a, S, \. n+ f* _5 [* [; o2 [3 H

　　［15］ PEPTAN I A, HONG L, MAO J J. Comparison of osteogenic potentials of visceral and subcutaneous adiposederived cells of rabbits［J］.Plast Reconstr Surg, 2006,17(5):14621470.
6 A7 k/ {$ M* l" }' x
* e; _9 [1 z$ s6 R, I" P. T
7 B8 g& S, {- `4 Z1 g8 I
　　［16］ LI B, ZENG Q, WANG H, et al. Effect of cytokines secreted by human adipose stromal cells on endothelial cells［J］. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci,2006,26(4):396398.
; H, I! G* J% E  i$ g: h8 t

　　［17］ KUBIS N, TOMITA Y, TRANDINH A, et al. Vascular fate of adipose tissuederived adult stromal cells in the ischemic murine brain: A combined imaginghistological study［J］.Neuroimage,2007,34(1):111.

8 n+ g2 p! u) R
) ?: T; X' t) d; w: ^% c1 i' N
　　［18］ SUMI M,SATA M,TOYA N,et al.Transplantation of adipose stromal cells,but not mature adipocytes, augments ischemiainduced angiogenesis［J］.Life Sci,2007,80(6):559565. 9 {: B  I1 H' ]7 T" W: X/ p
$ ~' m. y7 A( }
% n6 S! z9 R; o0 T% K

　　［19］ SHIGEMURA N, OKUMURA M, MIZUNO S, et al. Autologous transplantation of adipose tissuederived stromal cells ameliorates pulmonary emphysema［J］. Am J Transplant, 2006,6(11):25922600.

; ~2 x  R' Q7 T& y
" T3 q3 ?2 u6 \3 D  j6 M
　　［20］ MASUOKA K, ASAZUMA T, HATTORI H,et al. Tissue engineering of articular cartilage with autologous cultured adipose tissuederived stromal cells using atelocollagen honeycombshaped scaffold with a membrane sealing in rabbits［J］. J Biomed Mater Res B Appl Biomater,2006,79(1):2534.

　　［21］ HATTORI H, MASUOKA K, SATO M,et al. Bone formation using human adipose tissuederived stromal cells and a biodegradable scaffold［J］. J Biomed Mater Res B Appl Biomater,2006,76(1):230239. , f2 D  z  F; `
' ?' [/ x/ ]5 P6 ?" G9 o% t

" h9 I$ b" m' ~' o7 `
　　［22］ HONG L,PEPTAN I A,COLPAN A,et al. Adipose tissue engineering by human adiposederived stromal cells［J］. Cells Tissues Organs,2006,183(3):133140.# T* q( Y0 G" j$ \. I# z8 d+ s* W( J
) j  G( c- X8 D& D3 J9 G

$ P- m7 b3 D7 ?( _% H
　　［23］ MORIZONO K, De UGARTE D A, ZHU M, et al.Multilineage cells from adipose tissue as gene delivery vehicles［J］. Hum Gene Ther,2003,14(1):5966．! n! M2 Z9 ~. q% y0 U1 F9 y

　　) D5 }& H. Z0 ]1 `% Y2 F9 R" X' v  S8 H

　　［24］郑培惠,魏奉才,晋国营,等.腺病毒介导的骨形态发生蛋白2基因转染脂肪间充质干细胞的实验研究［J］.华西口腔医学杂志, 2006,24(3):195198.

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6 K) K# D7 T3 i4 L7 c2 K
　　［25］郑岩,易成刚,郭树忠,等.VEGF基因体外转染大鼠骨髓间充质干细胞的实验研究［J］.中国美容医学,2006,15(9):9981001.

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