成人脂肪衍生干细胞

脂肪组织衍生干细胞（ADSCs）因其实用性在近年来成为众多医学研究的焦点。从心脏、骨骼肌、骨髓中分离干细胞是一项耗时费力的工作，又为患者带来痛苦。从脂肪中提取干细胞则完全不同。对大部分患者而言，通过小切口或微创手术即可获得大量的组织来源。另外，与其他组织相比，脂肪中的干细胞密度更高，因此通过获取少量组织就可以提取大量的干细胞。

近期的几个实验证实了脂肪组织衍生干细胞对心肌的作用，后者直接促进血管再生进而促进心肌再生，也可通过间接的旁分泌途径发挥心肌保护作用、促使新生血管和神经元轴体形成。而且，在临床前期评估时发现，脂肪组织衍生干细胞移植后降低了心律失常的发生率，同时也没有任何证据显示细胞出现不可控制的生长、全身并发症或者肿瘤形成等的改变。这一章节将全面回顾有关脂肪组织衍生干细胞的临床前期和转化应用工作，以期决定性地评估脂肪组织衍生干细胞在心肌再生中的作用。

（一）从脂肪组织中分离出的细胞类型

应用最近市面上出现的仪器，人们可以通过胶原酶消化从脂肪组织中常规分离出单核细胞。新鲜分离的单核细胞具有多向性，包含脂肪衍生间充质干细胞（AT-hMSC；CD34-/CD45-；CD44+/CD90+/105+），内皮细胞（CD34+/c-kit+）及造血干细胞（CD11b+/34+/45+）。另外，还可检测到平滑肌细胞，这些细胞可能来自遭到破坏的微血管壁。从脂肪组织分离出来的各种类型干细胞群体均可在体外进行特定种系分化。内皮细胞在人工基底膜上培养时，可以在富含血管内皮生长因子的培养基质中形成毛细血管网。脂肪衍生间充质干细胞在胎牛血清（fetal bovine serum，FBS）或者人血小板裂解物中培养时可以倍增100次以上，并且可以达到脂肪衍生间充质干细胞表面标记表达谱保持不变。这些多能干细胞在诱导培养基中可以分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞和成心肌细胞。而且，脂肪衍生间充质干细胞还可以在体内、体外形成全部三个胚层中的组织，包括肝脏、神经和心肌的再生。

（二）脂肪组织衍生干细胞在心肌梗死中的临床前期评估

自从人们发现了脂肪组织衍生干细胞以来，已经有大量研究对它们在心肌梗死中的治疗作用进行了评估。多个研究小组都特别关注了脂肪组织衍生干细胞在猪、啮齿动物急性心肌梗死中的作用。在左前降动脉结扎后即时应用干细胞移植，即可见心肌保护作用的出现，表现为心脏射血分数的维持和收缩末期容积的减少。在慢性心脏疾病时上述作用就不甚明显。上述大部分实验都是建立在猪、啮齿动物和兔子亚急性心肌梗死模型上的，通过向梗死周边区域的心肌直接移植从棕色或者白色脂肪获得的脂肪衍生间充质干细胞，达到心肌泵血能力的改善和心肌的重建。

（三）脂肪组织衍生干细胞修复心肌的机制

追踪心肌内移植的脂肪组织衍生干细胞有助于帮助我们理解它们在心肌功能恢复中的有效作用机制。人们提出多种假设来解释脂肪组织衍生干细胞在心脏疾病中的治疗作用。目前认为脂肪组织衍生干细胞的作用是多因素的，它们可以直接分化为新的心肌细胞并直接参与新生血管形成。同时人们也认为这些细胞可通过一些间接的机制发挥作用，包括通过向心肌微环境中分泌像血管内皮生长因子（VEGF）、肝细胞生长因子（HGF）和胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）等促再生因子来诱导内源性心肌干细胞的产生。也有报道认为，脂肪衍生间充质干细胞可以分泌热休克蛋白和抗氧化因子，从而指出在急性损伤时这些细胞具有心肌保护作用。组织学研究也被用来直接检验移植细胞的表型和最终定位。然而，在无法评估细胞最终命运时，对心肌内移植细胞的存活和归巢的评估也严重受限。一般来说，这些研究聚焦于检测受体模型心肌内的人特异性标记蛋白，为此所应用的工具包括移植干细胞的人特异性表面标志物，通过基因组或者基因调控进行干细胞追踪检测。

（四）临床移植

临床前期研究结果显示了脂肪组织衍生干细胞对心肌的治疗作用。在此基础上，2007年，评估脂肪组织衍生干细胞疗效的两个临床试验投入运行。它们分别被命名为“APOLLO”（adipose-derived stem cells in the treatment of patiens with ST-elevation myocardial infarction）即脂肪衍生干细胞在ST段抬高型心肌梗死患者中的治疗，以及“PRECISE”，即脂肪衍生干细胞和再生细胞对缺血性心肌病治疗的随机临床试验。两者都是前瞻性临床Ⅰ期试验，配备有安慰剂对照组、双盲性设计，主要用于评估治疗方法的安全性和可行性。对于安全性而言，就是评估主要的心脏不良反应和大脑状态（major adverse cardiac and cerebral events，MACCE）。而对有效性来说，就需要监控治疗对心肌收缩功能改善的能力。从www.clinicaltrials.gov 网站的信息来看，APOLLO试验在2010年已经完成患者招募，现已进入临床治疗阶段。这一试验的标准包括：年龄20—80岁、男女不限、可以耐受局部脂肪抽吸手术。关键的病理学标准是患者发生急性心肌梗死超过2小时不足12小时、需要经皮冠状动脉介入治疗、对硝酸甘油不敏感。APOLLO试验应用机械装置制备和生产用于临床治疗的干细胞。

PRECISE试验人群是20—75岁、不适于冠状动脉旁路移植的冠心病患者。试验目的是前瞻性地评估脂肪组织衍生干细胞对疾病的疗效。这些患者必须具备稳定的血流动力学水平、可以耐受局部脂肪抽吸手术、可以进行跑步机试验检测。目前该试验正在进行中，不过已不再招募患者。除了这些初步试验，人们还需要进行更大规模的研究来证实脂肪组织衍生干细胞治疗的长期疗效。