脂肪源性干細(xì)胞與整形美容醫(yī)學(xué)

1、脂肪源性干細(xì)胞與整形美容醫(yī)學(xué)一、脂肪干細(xì)胞介紹二、ADSCs研究應(yīng)用的三優(yōu)勢（脂肪干C應(yīng)用及三大優(yōu)勢）三、ADSCs在整形美容領(lǐng)域的應(yīng)用研究四、展望一、 脂肪干細(xì)胞介紹 1976年Fridenstein等首先報道從骨髓中分離出克隆源性的具有多向分化潛能的基質(zhì)細(xì)胞-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（marrow-derived mesenchymal stem cells，MSCs）。Zuk等于2001年發(fā)現(xiàn)脂肪組織中除了含有已經(jīng)定型的前脂肪細(xì)胞外，也包含一種具有多向分化潛力的細(xì)胞群，其性質(zhì)與MSCs十分相似，但又不完全相同。 這些細(xì)胞已被證實不僅具有分化成為骨骼、軟骨、脂肪、心肌、神經(jīng)等組織的能力，而且同樣具

2、有促進傷口愈合、損傷組織細(xì)胞再生和減少疤痕的能力及抗衰老能力。這種細(xì)胞被稱為脂肪來源干細(xì)胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）、脂肪來源成體干細(xì)胞（adipose-derived adult stem cells，ADAS cells）、脂肪來源成體間質(zhì)細(xì)胞（adipose-derived adult stromal cells）、脂肪來源間質(zhì)細(xì)胞（adipose-derived stromal cells，ADSCs）、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（adipose mesenchymal stem cells，AdMSCs），成脂肪細(xì)胞（lipoblast）等等?，F(xiàn)在被統(tǒng)

3、稱為脂肪源性干細(xì)胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）。二、ADSCs研究應(yīng)用的三優(yōu)勢（脂肪干C應(yīng)用及三大優(yōu)勢）作為以修復(fù)重建為主旨的整形外科及以年輕化為核心的美容醫(yī)學(xué)，再生醫(yī)學(xué)一直是備受關(guān)注與研究探索的領(lǐng)域。由于MSCs獲取途徑與疾病治療性價比的差異，整形外科領(lǐng)域再生醫(yī)學(xué)研究與臨床應(yīng)用受到限制。脂肪源性間充質(zhì)干細(xì)胞一經(jīng)報道，首先在整形外科領(lǐng)域引起轟動效應(yīng)，這種關(guān)注大大推動了ADSCs的研究，它的臨床應(yīng)用也正在追趕著MSCs的步伐。首先，來源取材方便不僅是ADSCs一個最大的優(yōu)勢，也是整形外科的優(yōu)勢。一方面，脂肪組織在體內(nèi)分布廣泛，儲量豐富；另一方面，吸脂術(shù)是整

4、形外科成熟的常規(guī)手術(shù)，手術(shù)風(fēng)險小，其作為常規(guī)“廢棄的副產(chǎn)品”獲取容易。對患者來說，吸脂雕塑體形的同時享受干細(xì)胞的年輕化神奇功效是一次雙贏的生命重塑，痛苦與恐懼感少于骨髓提取，亦無血源污染與免疫排斥風(fēng)險，由此形成臨床應(yīng)用的優(yōu)勢。據(jù)國外報道，19942000年開展吸脂術(shù)的初期階段，進行的66570例吸脂手術(shù)中，死亡率為0，發(fā)生醫(yī)療事故的比率也僅有0.68，可見吸脂術(shù)是安全可靠的。ADSCs的第三大優(yōu)勢在于其較高的獲取效率。骨髓中MSCs產(chǎn)量相對較低，在成人骨髓組織的有核細(xì)胞中僅占0.0001%0.01%。而脂肪組織經(jīng)膠原酶消化后，脂肪細(xì)胞作為其中主要的細(xì)胞類型，很容易通過浮力而去掉，所獲得的細(xì)胞克

5、隆形成率是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的100500倍。同時，由于吸脂量可根據(jù)需要成倍增加，一次即可獲取所需干細(xì)胞濃度，無須體外擴增，大大減少了傳代變異與各種污染的風(fēng)險。從臨床角度出發(fā)，在短時間內(nèi)容易獲得大量的ADSCs，對于臨床疾病的快速治療具有重要意義。在局部麻醉的情況下，成人骨髓的獲取量通常不超過40ml，能獲得約1.2×109個有核細(xì)胞，其中包含大約2.4×104個MSCs。而脂肪組織，每100ml都能獲得約2×108個有核細(xì)胞相，其中干細(xì)胞含量相當(dāng)于40ml骨髓中的40倍。由此可見，在相同條件下，ADSCs比MSCs更具臨床應(yīng)用潛力的優(yōu)勢。三、 ADSCs在整形美容

6、領(lǐng)域的應(yīng)用研究1. 皮膚無瘢痕研究皮膚無瘢痕研究在ADSCs還未出現(xiàn)就一直是整形修復(fù)重建領(lǐng)域的研究重點。損傷組織細(xì)胞的完全再生與病損組織細(xì)胞的完全替代是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域再生醫(yī)學(xué)研究的核心內(nèi)容。ADSCs不僅很快就取代組織工程中的普通種子細(xì)胞，而且顯示出正在進入無瘢痕研究中的重要角色。瘢痕是人損傷后組織（除角膜外）修復(fù)的基本模式，與再生醫(yī)學(xué)的修復(fù)模式是相駁的，因此，無瘢痕意味著損傷組織的完全再生修復(fù)。無論心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞損傷與本學(xué)科皮膚損傷的研究都是以原細(xì)胞的再生取代瘢痕再生為主旨，研究具有同源性。在正常的創(chuàng)傷愈合過程中，成纖維細(xì)胞合成和分泌以型膠原纖維為主的細(xì)胞外基質(zhì)，膠原的合成代謝與降解代

7、謝之間維持著平衡狀態(tài)，無論是膠原合成的增加或者降解的減少都會導(dǎo)致膠原的大量堆積，最終導(dǎo)致增生性瘢痕或者瘢痕疙瘩的形成。主要合成和分泌膠原纖維的（?。┏衫w維細(xì)胞，在細(xì)胞增殖和凋亡之間也維持著平衡狀態(tài)。在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中這種平衡被破壞，成纖維細(xì)胞的增殖超過了凋亡，膠原的合成明顯超過降解，最終導(dǎo)致大量的膠原堆積。有研究報道，表皮干細(xì)胞有可能參與瘢痕形成。從人皮膚創(chuàng)傷愈合機制研究推論，表皮干細(xì)胞在創(chuàng)傷修復(fù)與瘢痕形成中是活化的成纖維細(xì)胞的一個來源，隨著創(chuàng)傷后某些促纖維化細(xì)胞因子（TGF-等）水平濃度的增加，表皮干細(xì)胞在其誘導(dǎo)下逐漸向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，并具有成纖維細(xì)胞的功能，合成膠原，引起細(xì)胞外基質(zhì)

8、的合成及膠原的沉積，從而不僅參與了上皮修復(fù)，而且很可能進入真皮層參與瘢痕形成。而MSCs體外培養(yǎng)擴增后，標(biāo)記BrdU，再回植到豬的全層皮膚缺損創(chuàng)面。結(jié)果顯示，在創(chuàng)面微環(huán)境作用下，MSCs可能分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，參與創(chuàng)面修復(fù)過程中肉芽組織小血管的形成，從而參與瘢痕形成。而在有關(guān)蠑螈肢體再生的研究認(rèn)為，上皮在抑制瘢痕肢體再生過程中具有重要作用。截肢后創(chuàng)傷早期傷口組織的去極化逆轉(zhuǎn)形成胚基，胚基間充質(zhì)干細(xì)胞的來源包括皮膚、軟骨、肌肉、骨骼、骨髓，這些組織中的分化細(xì)胞通過逆分化成為間充質(zhì)干細(xì)胞。截肢后表皮細(xì)胞迅速在殘端形成沒有肉芽樣基膜的薄層，這種無瘢痕上皮一直在傷口保持14d左右直至肉芽萌出，表明干細(xì)

9、胞在肢體再生的第二個階段（胚基發(fā)育成完整的肢體）發(fā)揮了重要的無瘢痕信號調(diào)控作用，報道者認(rèn)為傷口的無瘢痕薄膜是肢體再生的先決條件。這兩種截然不同的結(jié)論可能與實驗思維與實驗?zāi)Ｊ讲煌嘘P(guān)，無論哪種結(jié)論，都顯示干細(xì)胞在創(chuàng)傷愈合、創(chuàng)傷再生中具有舉足輕重的作用?；蛟S大量脂肪干細(xì)胞與相關(guān)因子的局部應(yīng)用會產(chǎn)生無瘢痕愈合。2. ADSCs與年輕化干細(xì)胞的年輕化作用設(shè)想源于3個研究結(jié)果。首先是iPS細(xì)胞，2007年11月，美國和日本科學(xué)家分別宣布獨立發(fā)現(xiàn)將普通皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞的方法，這樣得到的干細(xì)胞稱為誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞（induced pluripotent stell cell，iPS cell）。iPS

10、細(xì)胞具有和胚胎干細(xì)胞類似的功能，卻繞開了胚胎干細(xì)胞研究一直面臨的倫理和法律等諸多障礙，因此在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。這種成體細(xì)胞“初始化”逆轉(zhuǎn)為干細(xì)胞，無異于“返老還童”，這一新技術(shù)也被權(quán)威科學(xué)雜志自然科學(xué)分別評為今年第一大和第二大科學(xué)進展。其次是“干細(xì)胞因子（stem cell factor，SCF）”，是一個新近發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子，首先在骨髓中被分離出，分子量為3100036000，以非共價二聚體形式存在由骨髓微環(huán)境中的基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的一種酸性糖蛋白，是一種對造血細(xì)胞有重要作用的因子。它作用于最早階段的造血細(xì)胞，對早期粒系、淋巴系、紅系和巨噬細(xì)胞系均有刺激生長的作用，并且表現(xiàn)出對其他造血生長

11、因子較強的協(xié)同作用。除恢復(fù)造血功能外，對于一些疾病如放化療后造血機能的恢復(fù)，對于機體防御功能的調(diào)節(jié)以及輻射的防護方面均有良好效果。有關(guān)“干細(xì)胞因子”來自干細(xì)胞本身或是由功能細(xì)胞分泌，尚不清楚。但其具有使病態(tài)功能細(xì)胞恢復(fù)活力，使病態(tài)組織各種細(xì)胞協(xié)同復(fù)原的作用能力，由此讓我們不禁對組織的局部年輕化充滿希望。第三是干細(xì)胞的局部及全身應(yīng)用，許多個案表現(xiàn)出的驚人效果。采用大鼠亞急性衰老與普通衰老模型，ADSCs異體移植后，觀察其對衰老模型大鼠體內(nèi)自由基和免疫功能的影響。結(jié)果與空白對照組比較，模型組大鼠血清SOD、NO、IL-2水平及脾臟指數(shù)均顯著性降低，血清MDA水平顯著升高。移植ADSCs后，治療組大

12、鼠較模型組大鼠血清SOD、NO、IL-2水平及脾臟指數(shù)均有所提高，而MDA含量顯著降低。異體移植ADSCs可有效增強大鼠機體清除自由基和抗氧化能力，提高機體免疫功能，從而延緩D-gal誘發(fā)的大鼠衰老。此研究思路有望進一步研發(fā)，從而用于臨床。3. ADSCs與組織工程組織工程概念首先在1987年美國科學(xué)基金會在華盛頓舉行生物工程小組會上提出。20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)成體干細(xì)胞的可塑性之后，在研究中逐漸認(rèn)識到支架材料、生物活性因子、干細(xì)胞在促進組織、器官愈合與再生治療中的重要作用。近年來，ADSCs成為組織工程理想的種子細(xì)胞之一。 我國近年來對間充質(zhì)干細(xì)胞的研究也極為重視，其研究項目分別被列入國家86

13、3和973計劃，旨在以干細(xì)胞組織工程的研究與開發(fā)為主攻方向，并圍繞產(chǎn)業(yè)化的要求，研究建立可靠的組織干細(xì)胞分離、純化、培養(yǎng)和鑒定的關(guān)鍵技術(shù)平臺，大規(guī)模純化和擴增安全有效的干細(xì)胞，集中優(yōu)勢在血液病、糖尿病、肝功能衰竭和晚期冠心病等重大疾病方面進行攻關(guān)。在整形外科利用組織工程學(xué)原理，開展組織工程化管道系統(tǒng)的研究，進行軟骨、骨、皮膚、肌腱、血管、骨骼肌及尿道等組織器官的功能和形態(tài)的修復(fù)研究。在國家863計劃支持下，在組織工程肌腱構(gòu)建技術(shù)、組織工程皮膚制備工藝、組織工程骨構(gòu)建與材料結(jié)合、亞全能干細(xì)胞可塑性、干細(xì)胞分離純化技術(shù)、新型血液調(diào)控因子、種子細(xì)胞擴增技術(shù)、神經(jīng)損傷再生套管等項目均有明顯的原始創(chuàng)新。

14、在種子細(xì)胞選擇方面，通過對骨髓、皮膚、脂肪、軟骨等來源的干細(xì)胞或體細(xì)胞進行篩選比較，確定了相關(guān)產(chǎn)品的優(yōu)選種子細(xì)胞，并對其傳代、培養(yǎng)、擴增、鑒定等技術(shù)進行優(yōu)化。在材料選擇、制孔技術(shù)、組織構(gòu)建中的力學(xué)強度、制備工藝與相關(guān)設(shè)備、血液化組織工程骨等多項核心技術(shù)均有重大進展，對產(chǎn)品的研發(fā)起到至關(guān)重要的作用。組織工程相關(guān)支撐技術(shù)，如產(chǎn)品的低溫保存技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、種子細(xì)胞庫建立等均有突破。多種干細(xì)胞分離純化、大規(guī)模擴增、定向誘導(dǎo)技術(shù)也取得明顯突破，相關(guān)的產(chǎn)品研發(fā)有4項已通過中檢所認(rèn)證，其中“原始間充質(zhì)干細(xì)胞治療血液腫瘤注射液”已獲得臨床批文，并已開始期臨床試驗，有望在干細(xì)胞治療領(lǐng)域取得突破。此外，核移植技術(shù)與體細(xì)胞重編程領(lǐng)域也有突破性進展。四、 展望對iPS細(xì)胞的應(yīng)用研究將成為今后幾年重點趨勢。世界第一只體細(xì)胞克隆動物多利羊的培育者、英國蘇格蘭愛丁堡大學(xué)教授，已轉(zhuǎn)向進行iPS細(xì)胞研究，他認(rèn)為這種細(xì)胞比胚胎干細(xì)胞更具潛在優(yōu)勢。美國懷特黒德生物醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家利用iPS細(xì)胞治療老鼠的鐮狀細(xì)胞血癥獲得進展，這是科學(xué)界利用iPS細(xì)胞進行醫(yī)療研究的首次嘗試。 而此前美日