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作为间充质干细胞来源的脂肪组织

时间:2023-04-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:近年来人们对脂肪组织作为间充质干细胞来源的兴趣日益浓厚。该研究小组进一步研究了脂肪衍生间充质干细胞的增殖扩张行为,发现这些细胞表达和骨髓衍生干细胞同样的表面抗原。Boquest随后将新鲜分离的脂肪衍生间充质干细胞以CD31存在与否为标准,定义为CD45阴性,CD34、CD105阳性细胞。另一方面,CD31阳性细胞具有内皮细胞样特性,在体外的增殖能力较差。因此,我们可以将脂肪组织看作是一个丰富的间充质干细胞来源,提供不同的临床及研究用途。

近年来人们对脂肪组织作为间充质干细胞来源的兴趣日益浓厚。基质血管碎片,即脂肪组织的单核位相,首先被描述为脂肪祖细胞的来源。这些细胞与成纤维细胞形态学相似,在体内可以分化为前脂肪细胞,在体外可形成脂肪组织。在2001年发表的文献中,Patricia Zuk首次在组织工程中引进脂肪衍生干细胞的概念,她证明了相当大一部分的间充质干细胞可以分化为脂肪细胞、软骨细胞、肌细胞和成骨细胞系。该研究小组进一步研究了脂肪衍生间充质干细胞的增殖扩张行为,发现这些细胞表达和骨髓衍生干细胞同样的表面抗原。细胞呈CD29、CD44、CD71、CD90和CD105抗体阳性,CD31、CD34和CD45抗体呈阴性表达。Boquest随后将新鲜分离的脂肪衍生间充质干细胞以CD31存在与否为标准,定义为CD45阴性,CD34、CD105阳性细胞。同一研究小组证明CD31阴性细胞表现出间充质干细胞的特征,可以在体外繁殖。另一方面,CD31阳性细胞具有内皮细胞样特性,在体外的增殖能力较差。多能干细胞可以从脂肪抽吸物的脂肪组织中分离出来。

像骨髓组织一样,脂肪组织来源于胚胎的间叶组织,含有易于分离的基质组织。

近期的大量文献指出,从脂肪组织、骨髓或者脐带血等不同来源供体中提取的间充质干细胞在细胞的形态学、免疫原性、分离能力、克隆形成单位和分化能力方面未见明显不同。然而,Gimble及其同事提出可以用于再生医学的干细胞应该具有以下特点。

(1)数量产出应该具有一致性。

(2)细胞可以应用相对无创/微创的操作进行分离。

(3)可以有规律地、可重复性地分化为多种细胞系。

(4)移植容易。

(5)可以在GMP指导方针下操作处理。

脂肪组织就可以满足上述所有标准。而且随着肥胖症现象的普及,脂肪组织的来源更加丰富易得,吸脂手术远比骨髓穿刺损伤轻微。在局部麻醉下可以轻易获取少量脂肪组织(100~200ml)。而且每克脂肪组织中可含有5000多个干细胞,即脂肪衍生的干细胞(脂肪组织衍生干细胞),比同样体积的骨髓要多出500多个细胞。因此,我们可以将脂肪组织看作是一个丰富的间充质干细胞来源,提供不同的临床及研究用途。这些细胞成分,即基质血管碎片,可以从脂肪组织中大量提取进而培养增殖。图8-5展示了基质血管碎片细胞在含有常用的人血清培养液和我们的新型无血清培养液中的生长曲线。

在处理脂肪组织时,先用无菌磷酸盐缓冲液清洗脂肪抽吸物,以去除红细胞和多余的麻醉剂。然后将组织用胶原酶在37℃消化30分钟,使细胞成分从组织的纤维结构中释放出来。这些细胞可以黏附于塑料瓶壁,呈现成纤维细胞样形态。同时可分化为脂肪、软骨、肌肉、神经以及成骨细胞等细胞系。在特定的培养条件下,这些细胞可表现出多向分化性。根据供者的年龄,脂肪组织的类型(棕色或者白色)和位置(皮下或者内脏)不同,细胞通常的复制时间为2~4天。其他因素,特别是手术方法、培养条件、种植的密度以及细胞培养液的组成也都会影响上述的复制细胞时间。

图8-5 从脂肪组织(SVF)中提取有核细胞后将其在无血清培养基培养。细胞需要大约1周的时间来适应新的生存环境。之后就会活跃生长,15天后细胞就达到了和在有血清培养基中同样的状态

尽管分离技术、细胞传代的代数以及培养条件有所不同,这些细胞的免疫表型却和骨髓中的间充质干细胞极其相似。另一方面,间充质干细胞在培养中可以释放各种生长因子,例如血管内皮生长因子、肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子-2和胰岛素样生长因子-1。

临床研究的下一个征程和挑战就是怎样将间充质干细胞应用到人类的细胞治疗中去。很多的研究机构正在进行这方面的实验,有的甚至已经进入临床Ⅰ期试验。这些研究将有效地引导高级细胞治疗产品在细胞疗法中的应用。

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