脂肪组织中的干细胞概念

干细胞的基本特性体现在细胞的高度增殖、自我更新和分化的能力。哺乳动物的干细胞可以衍生自胚胎和成体组织。细胞根据来源的不同显示不同的特性。主要的不同表现为细胞的分化潜能——成体组织来源的干细胞可塑性较低，而胚胎干细胞则可以分化为范围更广的细胞和组织。在所有的成体干细胞中，白色脂肪干细胞的可塑性最强。人们已经确定，在白色脂肪中有一群细胞具有干细胞的特性。白色脂肪经胶原酶消化后所得的细胞群体包含不同的细胞，这个细胞群体被命名为基质血管碎片细胞（stromal vascular fraction，SVF）。接近2%的基质血管碎片细胞表现出干细胞的特性，具有向多种类型细胞分化的能力。据估计，白色脂肪中大约2%的细胞群落含有可向多类型细胞分化的潜力细胞（相比之下，骨髓的同比值仅为0.002%）。脂肪衍生基质细胞（adipose derived stromal cells，ADSCs）可分化为多种细胞类型。这类细胞可被有针对性地分化为各种各样的细胞以用于临床治疗，包括软骨成骨细胞、骨细胞、神经细胞、肌细胞、心源性细胞、血管、激素、肝细胞或者造血细胞。脂肪组织衍生干细胞对软骨和骨/关节的修复具有巨大的潜力，因而可以用于骨关节炎的临床治疗。脂肪组织衍生干细胞移植同时还可以作为肝移植的替代疗法。利用脂肪组织衍生干细胞血管形成的特性可以治疗因局部缺血引起的一系列病理改变。目前人们已经开展了急性肾缺血、肢体缺血和血管意外的临床试验，取得了令人满意的结果。随着经验的积累和操作技术的发展，脂肪组织衍生干细胞的治疗范围还会不断地扩大。

在体外培养基质血管碎片时，有些细胞附着于塑料培养皿的表面，就是这些细胞拥有干细胞的特性。在文献中，不同的科研团队对这些相同的细胞命名不甚相同，例如，脂肪衍生干细胞/基质细胞（adipose derived stem/stromal cells，ADSCs）、脂肪衍生成体干细胞（adipose derived adult stem cells，ADAS）、脂肪衍生成体基质细胞（adipose derived adult stromal cells，ADAS）、脂肪基质细胞（adipose stromal cells，ASC）、脂肪间充质干细胞（adipose mesenchymal stem cells，AdMSC）、成脂细胞、外膜细胞、脂肪前细胞以及处理过的脂源性间质细胞（processed lipoaspirate cells，PLA）。目前，脂肪组织衍生干细胞的称谓正逐渐得到广泛的认可。据估计，10%的白色脂肪细胞是脂肪组织衍生干细胞。如果人们能正确地调控细胞培养过程，那么从白色脂肪衍生的细胞群体就可以完成多向性细胞分化。在细胞培养过程中或培养后，可应用特异性刺激物来诱导细胞分化：例如应用胰岛素、地塞米松和吲哚美辛来获取脂肪细胞，加入甘油磷酸盐以取得骨细胞。

人们已经证明脂肪组织衍生干细胞移植可以促进组织愈合，这与细胞的分泌物质具有血管形成的功能密切相关。在脂肪组织衍生干细胞的分泌物中，血管内皮生长因子、肝细胞生长因子、基质细胞衍生因子（stromal cell-derived factor 1，SDF-1）和转化生长因子β是诱导血管形成的最重要因子。脂肪组织衍生干细胞移植的疗效受几种不可控制的参量影响。由于移植的细胞是自体性组织，其年龄、性别及生活史都不可改变。细胞的原始定位（皮下或者内脏）、外科手术技术的选择及培养液都可以增强或限制脂肪组织衍生干细胞的增殖和可塑性潜能。如果患者的身体条件允许，外科医师可以从下腹部采集脂肪组织，该处比其他部位的脂肪组织衍生干细胞含量更高。白色脂肪所在区域的结缔组织成分越多，脂肪组织衍生干细胞含量就越高。其他因素也可以影响脂肪组织衍生干细胞的含量，比如在脂肪提取过程中白色脂肪离心的时间长短和离心速度，当前的研究正在寻找这两者理想的参量。另外，对培养液的处理和培养方式也影响操作的结果，即便是培养液中细微的差异，也会导致基因表达的改变。例如，曾有研究显示，在两种不同的培养液中，就可以检查出441种基因的不同表达。

活体和体外培养技术依靠细胞标记去鉴定上述操作的功效；这些标志物的应用有助于帮助人们了解在体组织移植的治疗机制。表1-4描述了脂肪组织衍生干细胞中含有的几个细胞标记。移植到新部位的脂肪组织衍生干细胞如果出现移植失败，就会在局部产生坏死和肉芽组织形成，并伴有随后的肉芽组织吸收。成功的细胞移植必须伴随组织的重建。移植和组织重建过程主要是由脂肪组织衍生干细胞的分泌功能加以调节。人们在应用细胞移植或者组织工程时，不仅利用了自分泌、旁分泌和内分泌的分泌产物，而且还应用了酶及其抑制因子。如果组织基质金属蛋白酶和金属蛋白酶组织抑制剂的活性之间达到平衡，那么就会出现再生过程，包括血管化和结缔组织的重新排列。尽管当前的实验室研究策略可以说是睿智深远，但对人体组织移植机制的研究尚需要在活体试验上深入进行。目前，在移植物中应用类似于富含血小板血浆（PRP）的自体添加物和发光二极管（LED）光线刺激已成为加强脂肪组织衍生干细胞疗效的有效手段。

表1-4　ADSC的标志物

在某些情况下，例如美容手术、乳房切除术、创伤处置或者畸形时，脂肪组织本身需要经过处理后才能应用。这时，一个部位的脂肪提取物往往作为移植物移植至需要治疗的其他部位；然而脂肪体积的高度收缩（50%左右）是其主要的并发症，通常需要二次手术继续矫正。目前人们正在发展脂肪组织衍生干细胞强化技术（例如细胞辅助的脂肪转移）和组织工程技术以解决这一问题。