脂肪源性干细胞与整形美容医学

脂肪源性干细胞与整形美容医学

一、脂肪干细胞介绍

二、ADSCs研究应用的三优势（脂肪干C应用及三大优势）

三、ADSCs在整形美容领域的应用研究

四、展望

一、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（marrow-derived mesenchymal stem cells，MSCs）。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（adipose-derived stem cells，ADSCs）、脂肪来源成体干细胞（adipose-derived adult stem cells，ADAS cells）、脂肪来源成体间质细胞（adipose-derived adult stromal cells）、脂肪来源间质细胞（adipose-derived stromal cells，ADSCs）、脂肪间充质干细

胞（adipose mesenchymal stem cells，AdMSCs），成脂肪细胞（lipoblast）等等。现在被统称为脂肪源性干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）。

二、ADSCs研究应用的三优势（脂肪干C应用及三大优势）

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获取途径与疾病治疗性价比的差异，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，亦无血源污染与免疫排斥风险，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。

从临床角度出发，在短时间内容易获得大量的ADSCs，对于临床疾病的快速治疗具有重要意义。在局部麻醉的情况下，成人骨髓的获取量通常不超过40ml，能获得约1.2×109个有核细胞，其中包含大约2.4×104个MSCs。而脂肪组织，每100ml都能获得约2×108个有核细胞相，其中干细胞含量相当于40ml骨髓中的40倍。由此可见，在相同条件下，ADSCs比MSCs更具临床应用潜力的优势。

三、ADSCs在整形美容领域的应用研究

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。

瘢痕是人损伤后组织（除角膜外）修复的基本模式，与再生医学的修复模式是相驳的，因此，无瘢痕意味着损伤组织的完全再生修复。无论心肌细胞、肝细胞、神经细胞损伤与本学科皮肤损伤的研究都是以原细胞的再生取代瘢痕再生为主旨，研究具有同源性。

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。

截肢后创伤早期伤口组织的去极化逆转形成胚基，胚基间充质干细胞的来源包括皮肤、软骨、肌肉、骨骼、骨髓，这些组织中的分化细胞通过逆分化成为间充质干细胞。截肢后表皮细胞迅速在残端形成没有肉芽样基膜的薄层，这种无瘢痕上皮一直在伤口保持14d左右直至肉芽萌出，表明干细胞在肢体再生的第二个阶段（胚基发育成完整的肢体）发挥了重要的无瘢痕信号调控作用，报道者认为伤口的无瘢痕薄膜是肢体再生的先决条件。

这两种截然不同的结论可能与实验思维与实验模式不同有关，无论哪种结论，都显示干细胞在创伤愈合、创伤再生中具有举足轻重的作用。或许大量脂肪干细胞与相关因子的局部应用会产生无瘢痕愈合。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独立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。有关“干细胞因子”来自干细胞本身或是由功能细胞分泌，尚不清楚。但其具有使病态功能细胞恢复活力，使病态

组织各种细胞协同复原的作用能力，由此让我们不禁对组织的局部年轻化充满希望。

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疫功能的影响。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。移植ADSCs后，治疗组大鼠较模型组大鼠血清SOD、NO、IL-2水平及脾脏指数均有所提高，而MDA含量显著降低。异体移植ADSCs可有效增强大鼠机体清除自由基和抗氧化能力，提高机体免疫功能，从而延缓D-gal诱发的大鼠衰老。

此研究思路有望进一步研发，从而用于临床。

3.ADSCs与组织工程

组织工程概念首先在1987年美国科学基金会在华盛顿举行生物工程小组会上提出。20世纪90年代发现成体干细胞的可塑性之后，在研究中逐渐认识到支架材料、生物活性因子、干细胞在促进组织、器官愈合与再生治疗中的重要作用。近年来，ADSCs成为组织工程理想的种子细胞之一。

我国近年来对间充质干细胞的研究也极为重视，其研究项目分别被列入国家863和973计划，旨在以

干细胞组织工程的研究与开发为主攻方向，并围绕产业化的要求，研究建立可靠的组织干细胞分离、纯化、培养和鉴定的关键技术平台，大规模纯化和扩增安全有效的干细胞，集中优势在血液病、糖尿病、肝功能衰竭和晚期冠心病等重大疾病方面进行攻关。

在整形外科利用组织工程学原理，开展组织工程化管道系统的研究，进行软骨、骨、皮肤、肌腱、血管、骨骼肌及尿道等组织器官的功能和形态的修复研究。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。

组织工程相关支撑技术，如产品的低温保存技术、生物反应器技术、种子细胞库建立等均有突破。多种

干细胞分离纯化、大规模扩增、定向诱导技术也取得

明显突破，相关的产品研发有4项已通过中检所认证，

其中“原始间充质干细胞治疗血液肿瘤注射液”已获

得临床批文，并已开始Ⅰ期临床试验，有望在干细胞

治疗领域取得突破。此外，核移植技术与体细胞重编

程领域也有突破性进展。

四、展望

对iPS细胞的应用研究将成为今后几年重点趋势。世界第一只体细胞克隆动物多利羊的培育者、英国苏格兰

爱丁堡大学教授，已转向进行iPS细胞研究，他认为这种

细胞比胚胎干细胞更具潜在优势。美国怀特黒德生物医

学研究所的科学家利用iPS细胞治疗老鼠的镰状细胞血

症获得进展，这是科学界利用iPS细胞进行医疗研究的首

次尝试。

而此前美日研究小组都是利用实验室培养过的人体皮肤细胞进行研究。日本是这场国际科研竞争的“领跑

者”之一，目前全球iPS细胞研究领域的竞争主要在美日

之间展开。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的主力军。此外对iPS细胞诱导方

式的研究；对干细胞治疗浓度的研究；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治疗前景。