摘要:脂肪干细胞具有多向分化潜能且具有组织来源丰富,取材方便,创伤小,增殖能力强和等优点。对多种组织的损伤具有良好的修复作用,是医学界中解决各种医学难题的理想材料。本文主要介绍了脂肪干细胞生物学特点;脂肪干细胞在医学界以及整形美容中所作的研究与应用。
关键词:脂肪干细胞;来源;整形美容;应用
中***分类号:R622 文献标识码:A 文章编号:1004-4949(2013)04-00-02
1 脂肪干细胞介绍
1976年Fridenstein等首先报道从骨髓中分离出克隆源性的具有多向分化潜能的基质细胞-骨髓间充质干细胞。Zuk等于2001年发现脂肪组织中除了含有已经定型的前脂肪细胞外,也包含一种具有多向分化潜力的细胞群,其性质与MSCs十分相似,但又不完全相同。
这些细胞已被证实不仅具有分化成为骨骼、软骨、脂肪、心肌、神经等组织的能力,而且同样具有促进伤口愈合、损伤组织细胞再生和减少疤痕的能力及抗衰老能力。
这种细胞被称为脂肪来源干细胞、脂肪来源成体干细胞、脂肪来源成体间质细胞、脂肪来源间质细胞、脂肪间充质干细胞,成脂肪细胞等等。现在被统称为脂肪源性干细胞。
2 脂肪干细胞研究应用的优势
作为以修复重建为主旨的整形外科及以年轻化为核心的美容医学,再生医学一直是备受关注与研究探索的领域。由于MSCs获取途径与疾病***性价比的差异,整形外科领域再生医学研究与临床应用受到限制。脂肪源性间充质干细胞一经报道,首先在整形外科领域引起轰动效应,这种关注大大推动了ADSCs的研究,它的临床应用也正在追赶着MSCs的步伐。
首先,来源取材方便不仅是ADSCs一个最大的优势,也是整形外科的优势。一方面,脂肪组织在体内分布广泛,储量丰富;另一方面,吸脂术是整形外科成熟的常规手术,手术风险小,其作为常规“废弃的副产品”获取容易。
对患者来说,吸脂雕塑体形的同时享受干细胞的年轻化神奇功效是一次双赢的生命重塑,痛苦与恐惧感少于骨髓提取,亦无血源污染与免***排斥风险,由此形成临床应用的优势。据国外报道,1994~2000年开展吸脂术的初期阶段,进行的66570例吸脂手术中,死亡率为0,发生医疗事故的比率也仅有0.68‰,可见吸脂术是安全可靠的。
ADSCs的第三大优势在于其较高的获取效率。骨髓中MSCs产量相对较低,在成人骨髓组织的有核细胞中仅占0.0001%~0.01%。而脂肪组织经胶原酶消化后,脂肪细胞作为其中主要的细胞类型,很容易通过浮力而去掉,所获得的细胞克隆形成率是骨髓间充质干细胞的100~500倍。同时,由于吸脂量可根据需要成倍增加,一次即可获取所需干细胞浓度,无须体外扩增,大大减少了传代变异与各种污染的风险。
3 ADSCs在整形美容领域的应用研究
3.1 皮肤无瘢痕研究
皮肤无瘢痕研究在ADSCs还未出现就一直是整形修复重建领域的研究重点。损伤组织细胞的完全再生与病损组织细胞的完全替代是医学领域再生医学研究的核心内容。ADSCs不仅很快就取代组织工程中的普通种子细胞,而且显示出正在进入无瘢痕研究中的重要角色。
在正常的创伤愈合过程中,成纤维细胞合成和分泌以Ⅰ型胶原纤维为主的细胞外基质,胶原的合成代谢与降解代谢之间维持着平衡状态,无论是胶原合成的增加或者降解的减少都会导致胶原的大量堆积,最终导致增生性瘢痕或者瘢痕疙瘩的形成。
主要合成和分泌胶原纤维的(肌)成纤维细胞,在细胞增殖和凋亡之间也维持着平衡状态。在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中这种平衡被破坏,成纤维细胞的增殖超过了凋亡,胶原的合成明显超过降解,最终导致大量的胶原堆积。
有研究报道,表皮干细胞有可能参与瘢痕形成。从人皮肤创伤愈合机制研究推论,表皮干细胞在创伤修复与瘢痕形成中是活化的成纤维细胞的一个来源,随着创伤后某些促纤维化细胞因子(TGF-β等)水平浓度的增加,表皮干细胞在其诱导下逐渐向成纤维细胞转分化,并具有成纤维细胞的功能,合成胶原,引起细胞外基质的合成及胶原的沉积,从而不仅参与了上皮修复,而且很可能进入真皮层参与瘢痕形成。
而MSCs体外培养扩增后,标记BrdU,再回植到猪的全层皮肤缺损创面。结果显示,在创面微环境作用下,MSCs可能分化为血管内皮细胞,参与创面修复过程中肉芽组织小血管的形成,从而参与瘢痕形成。而在有关蝾螈肢体再生的研究认为,上皮在抑制瘢痕肢体再生过程中具有重要作用。
3.2 ADSCs与年轻化
干细胞的年轻化作用设想源于3个研究结果。首先是iPS细胞,2007年11月,美国和日本科学家分别宣布***发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法,这样得到的干细胞称为诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stell cell,iPS cell)。
iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,因此在医疗领域的应用前景非常广阔。这种成体细胞“初始化”逆转为干细胞,无异于“返老还童”,这一新技术也被权威科学杂志《自然》《科学》分别评为今年第一大和第二大科学进展。
其次是“干细胞因子(stem cell factor,SCF)”,是一个新近发现的细胞因子,首先在骨髓中被分离出,分子量为31000~36000,以非共价二聚体形式存在由骨髓微环境中的基质细胞产生的一种酸性糖蛋白,是一种对造血细胞有重要作用的因子。它作用于最早阶段的造血细胞,对早期粒系、淋巴系、红系和巨噬细胞系均有刺激生长的作用,并且表现出对其他造血生长因子较强的协同作用。除恢复造血功能外,对于一些疾病如放化疗后造血机能的恢复,对于机体防御功能的调节以及辐射的防护方面均有良好效果。
第三是干细胞的局部及全身应用,许多个案表现出的惊人效果。采用大鼠亚急性衰老与普通衰老模型,ADSCs异体移植后,观察其对衰老模型大鼠体内自由基和免***功能的影响。结果与空白对照组比较,模型组大鼠血清SOD、NO、IL-2水平及脾脏指数均显著性降低,血清MDA水平显著升高。
3.3 ADSCs与组织工程
我国近年来对间充质干细胞的研究也极为重视,在国家863计划支持下,在组织工程肌腱构建技术、组织工程皮肤制备工艺、组织工程骨构建与材料结合、亚全能干细胞可塑性、干细胞分离纯化技术、新型血液调控因子、种子细胞扩增技术、神经损伤再生套管等项目均有明显的原始创新。
在种子细胞选择方面,通过对骨髓、皮肤、脂肪、软骨等来源的干细胞或体细胞进行筛选比较,确定了相关产品的优选种子细胞,并对其传代、培养、扩增、鉴定等技术进行优化。在材料选择、制孔技术、组织构建中的力学强度、制备工艺与相关设备、血液化组织工程骨等多项核心技术均有重大进展,对产品的研发起到至关重要的作用。
4 展望
对iPS细胞的应用研究将成为今后几年重点趋势。我们应该清醒意识到,iPS细胞的研究将颠覆既往的干细胞研究方法,无瘢痕、年轻化、快速愈合都将成为简便的干细胞诱导性疗法,而ADSCs将有可能被称为iADSCs,成为iPS的主力***。此外对iPS细胞诱导方式的研究;对干细胞***浓度的研究;对组织工程生物材料及其血管化研究;临床干细胞应用研究都将展示人类美好的***前景。
参考文献
[1] 刘乃***,管延萍,黄金井.脂肪组织源性干细胞在临床脂肪雕塑术中的指导意义[J].中国美容医学,2009(07).
[2] 江波,廖毅,童庭辉.脂肪来源干细胞诱导表皮细胞化的研究现状与进展[J].中国组织工程研究与临床康复,2011(07).
转载请注明出处学文网 » 脂肪干细胞的在整形美容外科的应用