[摘要] 脂肪组织中存在丰富的成体干细胞，脂肪间充质干细胞由于获取简便，扩增速度快、遗传稳定、抗原性低，为疾病治疗尤其是临床中常规治疗方法难以治疗的疾病带来了新希望。本文综述了脂肪间充质干细胞在再生医学领域的研究进展，并就目前研究中一些争议问题进行了探讨。
[关键词] 脂肪；间充质干细胞；多系分化；细胞治疗
[中图分类号] R328.28[文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2011）22-19-03
Clinical Research Progress of Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells
CHENMing XIELiangdi
The First Affiliated Hospital of Fujian Medical University，Fuzhou 350004，China
[Abstract] There are abundant adult stem cells in adipose tissue. Since adipose tissue-derived mesenchymal stem cells can be easily harvested and rapidly expanded with stable genetic property and low antigenicity. They could bring new hope for disease therapy，especially treatment of refractory disease. This paper reviewed the new advances of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in regenerative medicine， and discussed controversial issues in present study.
[Key words] Adipose tissue； Mesenchymal stem cells； Muhipotential differentiation； Cell therapy
基因遗传学研究的深入和分子生物学技术的进步使干细胞移植受到广泛关注，选用合适的干细胞作为种子细胞的来源已成为研究的焦点。脂肪来源的间充质干细胞（adipose tissue-derived mesenchymal stem cells，ADMSC）是从脂肪组织中分离出的具干细胞特性的细胞群。该细胞群具有和骨髓来源的间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSC）相似的生物学特点和多系分化能力，且比BM-MSC更具备一些优势，成为目前研究的新热点，不论在组织工程还是基因治疗方面都具有广阔的应用前景。
1 ADMSC来源及鉴定
间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）最早是用于形容成人骨髓中能分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞的未成熟细胞。这些细胞能在培养皿中贴壁生长，迅速扩增。2006年国际细胞治疗协会推出MSC的最低标准：可以贴壁生长，表达基质细胞相关抗原CD73、CD90、CD105，不表达淋巴造血细胞相关抗原CD11b/CD14、CD19/CD79a、CD34、CD45和HLA-DR，且在体外条件可以诱导分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞[1]。20世纪60年代，Rodbell等[2]从脂肪组织中分离出可以分化为脂肪细胞的前脂细胞（preadipocyte）。20世纪80年代Bukowiechi等[3]发现在脂肪基质组织中存在不同成熟阶段的细胞，其中基质血管组分（stromal vascular fraction，SVF）被认为是脂肪祖细胞。随后研究人员发现这种细胞群来源于中胚层，生物学特性与BM-MSC类似，所以将之称为ADMSC、脂肪来源的基质细胞（adipose-derived stromal cells，ADSCs）或脂肪源性干细胞（adipose-derived stem cells，ASCs）。值得一提的是，SVF与ADSCs或称ADMSC并非完全相同，SVF是指白色脂肪经胶原酶消化并去除细胞外基质和成熟脂肪细胞后残留的细胞沉淀物，而ADSCs或ADMSC是SVF经贴壁培养去除造血细胞后残留的具多项分化潜能的细胞群[4，5]。
2 ADMSC在临床上的应用
2.1 骨和软骨组织修复
与BM-MSC相似，ADMSC具有成骨细胞和软骨细胞分化潜能，临床上ADMSC最先用于骨组织的修复。2004年Lendeckel[6]首次报道7岁女童自体SVF与纤维蛋白胶结合用于治疗外伤性颅骨缺损，术后3个月CT扫描显示新骨形成，颅骨的连续性接近完整。之后有学者将与富血小板血浆混合培养的ADSCs回植到 Wistar大鼠的牙周组织缺损处，观察到细胞植入后8周在牙槽骨有类似骨组织生成。2009年Mesimki等[7]报道，体外培养的自体ASCs重建上颌骨半切除术患者的上颌骨，随访36个月，上颌骨顺利愈合并恢复功能。在软骨再生方面，采用ADSCs结合纤维蛋白支架可以成功修复兔软骨缺损。虽然多数学者将BM-MSC与ADMSC统称为MSC，但这两种细胞在基因组、蛋白质组与功能方面存在差异，BM-MSC的骨和软骨再生能力较ADMSC强[8]。
2.2 心血管疾病的治疗
尽管ADMSC用途很广，其在心血管疾病领域的应用最受关注。无论在下肢缺血、心肌梗死、肺动脉高压的治疗还是创伤愈合过程中，ADMSC都表现出很强的血管再生能力。下肢缺血大鼠移植ASCs 2周后，毛细血管/肌纤维比例较未移植组增加了1.25倍，若移植前ASCs用含成纤维细胞生长因子-2的低浓度血清培养，毛细血管/肌纤维比例进一步增高。无论刚分离的SVF还是培养后的ASCs都能在缺血区与宿主心肌细胞融合或分化为内皮细胞形成新的血管，改善心肌梗死后心功能。经颈外静脉移植ADSC能改善肺动脉高压大鼠的血流动力学异常和右心室肥厚。对于缺血性疾病的治疗，ADMSC效果优于BM-MSC，并且采用BM-MSC治疗心肌梗死大鼠时会出现不良钙化现象[9]，而ADMSC治疗未见钙化现象报道。SVF或ADSC治疗缺血性疾病的机制为，一方面SVF或ADSC可以分化为心肌样细胞和血管内皮样细胞，另一方面SVF或ADSC可以分泌具有生物活性的VEGF、HGF、TGF-β等促进血管再生的因子[10]。ADMSC的血管再生能力使其在疾病治疗中存在形成肿瘤或促肿瘤生长的风险，这点将在后面详细讨论。
2.3 脂肪组织的再生
早在1964年ADMSC的脂肪细胞分化潜能就得到证实。2006年Hong L等[11]成功地采用ADSCs和三维明胶海绵重建重症联合免疫缺陷病小鼠软组织缺损。移植接种有未分化ADSC的胶原海绵，形成的脂肪组织比未接种细胞的胶原海绵多，若移植接种成脂分化后的ADSC则形成更多的脂肪。临床上有学者采用自体ADSC治疗凹陷性瘢痕，此项有36例患者参与的试验于2007年结束，但结果未见报道。2008年日本东京大学医学院报道了自体SVF重建乳房的结果，70例患者随访6~42个月，检出4例囊肿或微钙化，余患者乳房生长良好[12]。
2.4 消化系统疾病的治疗
ADMSC在消化领域应用最多的是炎症性疾病的瘘管治疗，尤其是治疗克罗恩病引起的瘘管形成。25位随机接受纤维蛋白胶治疗或ASC与纤维蛋白胶联合治疗的复杂肛瘘患者，前者肛瘘治愈率仅16%，而后者达到71%[13]，说明ASC对瘘管的治疗有确切效果。等量SVF和ASCs治疗克罗恩病瘘管形成，ASCs的治愈率为3/4，而SVF仅1/4，可见贴壁培养后的ASCs对肛瘘的治疗效果优于SVF[14]。以上试验提示脂肪干细胞在控制炎症和促进炎症愈合方面具有重要意义。无论体内或体外条件下，ADMSC都可以分化为肝细胞样细胞，促进肝组织再生。国外有学者尝试经肝内动脉移植自体SVF治疗肝硬化，结果还未报道。
2.5 糖尿病的治疗
体外条件下ADMSC可以诱导为分泌胰岛素、生长抑素、胰高血糖素的细胞。2009年Lin G等报道将胰十二指肠同源异型盒基因（Pdx1））导入ADSC， ADSC分化为产胰岛素细胞，将这种细胞植入链脲霉素诱导的1型糖尿病大鼠体内，可以降低血糖，提高糖耐量，并减少白内障的发生[15]。目前临床上正尝试将自体SVF用于糖尿病治疗。
2.6 泌尿系统疾病的治疗
动物实验发现ADMSC可以分化为成肌细胞，治疗压力性尿失禁。2010年Yamamoto T等[16]报道将ADSC注入前列腺癌根治术后压力性尿失禁患者尿道周围，患者尿失禁的频率和数量减少，生活质量提高。将接种有ADSCs的膀胱无细胞基质移植物植入雄兔受损的膀胱，可促进兔膀胱平滑肌和神经组织再生，膀胱重建效果优于单独移植膀胱无细胞基质移植物。ADSC还可以通过分泌多种细胞因子促进肾小管上皮细胞增殖、抑制其凋亡，从而保护急性损伤的肾小管。
2.7 神经系统疾病的治疗
在特定的条件下，ADSCs可以分化为类神经元样细胞、施旺细胞样细胞以及神经胶质祖细胞，用于神经组织再生[4]。将ASCs移植到大脑中动脉梗阻大鼠脑室内，可促进缺血性脑损伤神经功能恢复。尾静脉移植的ASCs可减轻脑出血大鼠的炎症反应及脑组织萎缩，并促进神经功能的恢复。经静脉移植的ADSC还可以分化为嗅觉神经元，促进嗅神经切断大鼠嗅上皮再生。此外将ADSC注入尼曼-匹克病小鼠的小脑，ADSC可以挽救受损的普肯野纤维，减轻炎症反应。
2.8 免疫系统疾病的治疗
由于ADMSC具有与BM-MSC同等效率的抗炎和免疫调节作用，且ADMSC可以有效控制小鼠移植物抗宿主病[17]，目前临床上尝试将其用于移植物抗宿主病和多发性硬化症患者治疗。
2.9 其他方面的应用
ADSCs还可以分化为骨骼肌细胞、上皮细胞和角膜细胞，促进肌肉、皮肤和角膜再生。2009年美国斯坦福大学研究人员发现，与目前大部分研究所用的皮肤成纤维细胞相比，人类脂肪干细胞（human adipose stem cells，hASCs）转变为诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cell，iPS）的效率和安全性更高，后者约为前者的20倍[18]。
2.10 不良反应
ADMSC移植最受关注的不良反应为肿瘤形成风险，关于ADMSC与肿瘤细胞的关系不同研究者所得结论不同，Cousin B[19]等发现ADSC抑制胰腺癌细胞增殖，诱导肿瘤死亡，而其他学者发现ADSC的血管再生能力可以促进肿瘤生长。Casteilla [5]总结前人研究成果得出以下结论：ADSC可以促进肿瘤细胞生长但其本身不形成肿瘤，并且只有当ADSC与肿瘤细胞共同移植或在肿瘤早期移植ADSC才会促进肿瘤生长，若在肿瘤形成前移植ADSC，ADSC不会促进肿瘤细胞生长。
3 将来所面临的挑战及展望
目前ADMSC在组织工程和细胞治疗方面的研究取得了可喜进展，但还有许多问题有待进一步研究和探讨，如ADMSC移植的最佳剂量、途径及时间，ADMSC是否能在体内长期存活和分化，分化细胞在功能上与正常细胞的差异，以及ADMSC具体作用方式和机制等。另外，着眼于临床应用，今后还需要有更多的动物实验甚至人体实验来验证同种异基因脂肪干细胞移植会不会引起强烈的免疫反应和后期的排斥反应。
总之，ADMSC的研究才刚刚起步，很多基本问题有待解决，在真正临床应用前，ADMSC还有很长的路要走。
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（收稿日期：2011-06-07）