脂肪干细胞运用
脂肪干细胞运用

ADSCs的分离与纯化关于ADSCs的获取方法很多,但不管哪种方法所得到的并非单一的脂肪干细胞,是一组具有干细胞特性的细胞群。
目前应用最广泛的分离方法是酶胶原消化法。
首先将无菌条件下切取的脂肪组织块剪成细小的颗粒,PBS液冲洗干净后,用0.1%的胶原酶在37℃下振荡消化4O~90 min,再用含10%胎牛血清的等体积DMEM培养基终止。
1 200 r/min离心5~10 min,弃上清液及悬浮的脂肪组织,重悬细胞后经过细胞筛过滤,所得细胞按2—4×105/cm 接种于50ml培养瓶内。
37℃条件5%的CO 饱和湿度培养箱内培养,2 d后首次换液,以后3d换液一次,至细胞达70%~8O%融合时用0.25%胰酶消化,并传代。
经过提取获得的以脂肪干细胞为主的细胞群接种后数小时即开始贴壁生长,24h内完成贴壁。
细胞的形状与成纤维细胞相似,体积较小,核浆比较大,随后细胞体积渐增大,克隆形成。
经传代后,细胞的形态及排列才趋于一致。
由于目前尚未发现脂肪干细胞表面存在特异性的分子标记物,因此无法利用分子表型来分离纯化。
然而可通过纯化脂肪组织块来间接达到纯化脂肪干细胞的目的。
流式细胞仪检测显示:传至第3代时,可达95%以上的细胞纯度。
ADSCs的生物学特性1.ADSCs的鉴定在ADSCs鉴定上,现阶段尚无特异性鉴定方法。
用免疫荧光法和流式细胞术检测结果均显示ADSCs表达特异性分子CD44,OCT一4,E—eadherin,流式细胞术检测细胞周期显示绝大多数细胞是处于静止期的干细胞,传代后生长迅速,随机挑选来源标本,对细胞进行染色体核型分析显示ADSCs具有遗传稳定性。
ADSCs分泌多种生长因子在生理功能方面,脂肪干细胞能分泌相当数量的细胞因子,包括肝细胞生长因子(HGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胎盘生长因子(PGF)、转化生长因子一B(TGF—B)、成纤维细胞生长因子(FGF一2)等,低表达的因子有Ang一2 C。
脂肪干细胞的提取及鉴定

一、脂肪干细胞(ASCs)的提取及鉴定1、实验技术及原理:运用细胞培养技术、流式细胞术(体外扩增后A C Ss的表型会发生改变,主要体现在细胞表面蛋白和细胞因子表达的变化),差异离心术(可将基质血管细胞沉淀与悬浮的成熟脂肪细胞分离,沉淀中除AS Cs,还包括血细胞、成纤维细胞和内皮细胞,基质血管细胞沉淀可以接种到孰料培养瓶中,基质细胞可贴壁,造血和其他杂质细胞不贴壁,在随后的传代过程中被出去,最终得到的ASCs可再很长时间内保持摸分化状态)。
取C57BL/6 WT小鼠2只,常规麻醉消毒,取腹股沟脂肪组织剪碎至糊状,PBS液冲洗去麻药及血液,0.075%II型胶原酶消化(37℃,30分钟)以去除外基质,生理盐水终止胶原酶的消化,离心(1200g,10分钟),去上清液及未消化的脂肪,10%FBS的DM EM重悬细胞沉淀,0.16mol/L氯化氨溶解剩余红细胞,离心洗涤,过200目铜网,得到单个核细胞。
镜下计数,按10⒋个细胞/ml种植在培养瓶中,37℃5%CO2孵箱培养,24小时后第一次换液,以后3天换液一次,80%融合后0.25% Trypsi n,0.02%EDTA消化传代。
细胞镜下作形态学观察及取第三代细胞用流式细胞仪作细胞周期及细胞免疫表型(C D29/CD44)的鉴定。
2、实验用品:2.1 材料:C57BL/6 WT小鼠2.2 试剂:PBS液,0.075%II型胶原酶消化,10%FBS,低糖DMEM2.3 仪器设备:超净工作台、恒温培养箱、普通显微镜、倒置显微镜、离心机、离心管、解剖剪、眼科剪、镊子(尖头、平头和有沟镊)、小烧杯,200目铜网过滤器,低糖DMEM、血球计数板、橡皮瓶塞、酒精灯、换药碗3、细胞培养的方法与步骤:3.1无菌操作的要领和要求。
脂肪干细胞在再生医学中的研究进展及应用前景

iPS细胞,而且所转变的iPS细胞安全性更高,将来有望利用 脂肪干细胞培育人体所需的各种器官。斯坦福大学研究人 员发现,脂肪干细胞内两种转录因子的表达水平高于皮肤成 纤维细胞,这表明,在初始状态下,脂肪干细胞较皮肤成纤维 细胞更容易被诱导;研究人员在脂肪干细胞和皮肤成纤维细 胞中分别加入能够编码4种转录因子的基因后,约有
1
献
lipolysis:a
5-year experience
Illouz YG.Body
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by
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2
over
3000
cases.Plast
Reconstr
Surg。1983,72(5):591—597 a1.The immunogenicity of
in
McIntosh K,Zvonic
1999,221(1):63—71 Zuk PA,Zhu M,Ashi Jan
source
P,et
al,Human
adipose tissue
is
a
of muhipotent stem cells.Mol Biol Cell.2002,13(12):
4279—4295
Gronthos S,Franklin DM,Leddy HA,et a1.Surface characterization of human
疗效果。结果显示,虽然大鼠心脏在组织结构及功能分析上 未见明显改变,但免疫组化结果显示被移入心脏的脂肪干细 胞表达肌球蛋白重链、肌钙蛋白一1及转录因子Nkx2.5,即表
基金项目:国家973计划资助项目(2005CB522603);国家自然科学 基金资助项目(30672176,30730090,30800442) 通讯作者:付小兵(fuxiaobing@rip.sina,corn)
脂肪干细胞实验报告

一、实验背景随着生物科技的发展,干细胞研究已成为医学领域的前沿课题。
脂肪干细胞(Adipose-derived Stem Cells,ASCs)作为一种易于获取、增殖能力强、多能性的干细胞,在组织工程、再生医学等领域具有广阔的应用前景。
本研究旨在探讨脂肪干细胞的分离、培养、鉴定及其在组织工程中的应用。
二、实验目的1. 探讨脂肪干细胞的分离、培养及鉴定方法。
2. 研究脂肪干细胞在组织工程中的应用。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:脂肪组织、DMEM/F12培养基、胎牛血清、胰蛋白酶、二甲基亚砜(DMSO)、青霉素、链霉素、抗生素、鼠抗人CD105抗体、鼠抗人CD34抗体、鼠抗人CD29抗体、鼠抗人CD44抗体、鼠抗人CD45抗体等。
2. 实验仪器:超净工作台、倒置显微镜、细胞培养箱、离心机、酶标仪、流式细胞仪等。
四、实验方法1. 脂肪干细胞的分离与培养(1)将脂肪组织剪成1mm×1mm×1mm的小块,用DMEM/F12培养基清洗3次,去除多余脂肪。
(2)加入0.25%胰蛋白酶消化脂肪组织,37℃水浴消化30分钟,1000r/min离心5分钟,弃上清。
(3)加入DMEM/F12培养基重悬细胞,吹打均匀,接种于培养瓶中,置于37℃、5%CO2的培养箱中培养。
2. 脂肪干细胞的鉴定(1)采用免疫荧光染色法检测脂肪干细胞表面标志物CD105、CD34、CD29、CD44、CD45的表达。
(2)采用流式细胞术检测脂肪干细胞表面标志物CD105、CD34、CD29、CD44、CD45的表达。
3. 脂肪干细胞在组织工程中的应用(1)将脂肪干细胞接种于生物降解支架材料上,构建组织工程化脂肪组织。
(2)将组织工程化脂肪组织植入小鼠皮下,观察其成活情况。
五、实验结果1. 脂肪干细胞的分离与培养成功分离出脂肪干细胞,细胞呈梭形,生长旺盛。
2. 脂肪干细胞的鉴定免疫荧光染色和流式细胞术结果显示,脂肪干细胞表达CD105、CD34、CD29、CD44,不表达CD45。
脂肪源性干细胞在整形美容外科临床应用进展

脂肪源性干细胞在整形美容外科的临床应用进展【关键词】脂肪源性干细胞; 整形美容外科;临床应用【中图分类号】r622.1【文献标识码】b【文章编号】1008-6455(2011)08-0081-02自体脂肪作为一种软组织填充材料,在整形外科的应用已有100多年的历史。
自从1889年vande meulen 报道了首例游离脂肪移植的临床应用后,人们发现脂肪移植有很多的并发症,如液化、坏死、吸收,其吸收率从5%~100%相差甚远。
其主要原因是由于血供不足,导致移植后的脂肪缺氧,出现坏死硬结[1-2]。
鉴于此,自体游离脂肪移植的临床应用曾一度发展很缓慢。
2001年zuk[3]等首次从脂肪组织中分离获得一群具有多向分化潜能的细胞——脂肪源性干细胞(adipose-derived stem cells,ascs)。
这种类型的细胞能自我更新、不断增殖,而且经定向诱导可分化形成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、骨骼肌细胞、血管内皮细胞、心肌细胞及神经细胞等多种类型的细胞,为脂肪细胞的应用提供了新的思路[4]。
因此ascs已在基础医学、临床医学等各个领域成为研究的热点。
笔者仅就脂肪源性干细胞在整形美容外科的临床应用进行综述。
1 脂肪源性干细胞的概述脂肪源性干细胞是一个新生的概念,它与大家熟知的骨髓间充质干细胞形态相似,具有同样强大的体外增殖能力和多向分化潜能。
2001年zook等[3]首次从抽脂术中获得的脂肪组织悬液中分离获得了此种细胞。
由于脂肪组织在体内储量丰富,脂肪抽吸技术又是安全和可接受的措施,且创伤小,又没有伦理学争议等优点,来自脂肪抽吸的ascs,是临床应用中安全的自体脂肪来源。
自此许多国家的学者开始致力于ascs的研究,并取得了重大进展。
各研究团体不同时期有许多不同的命名,如脂肪来源基质细胞(adipose-derived stromal cells,adscs),脂肪间充质干细胞(adipose mesenchymal stem cells,admscs),脂肪祖细胞(adipose progenitor cells),脂肪前体细胞(adipose precursorcells,apcs),脂肪基质细胞(adipose stromal/stem cells,ascs),脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cell,ascs)等等。
使用脂肪干细胞的再生医疗指南

●由自体细胞制造的iPS细胞的研究也在不断推进。
(1)所谓再生医疗 1/2
“再生医疗”这个词语虽是这几年才被使 用,不过,人遭受骨折和损伤,过一段时间就 可以自己修复。这种能力是人类原本具有的最 大的再生能力。但因严重的事故和疾病导致各 种各样的器官和组织缺损或功能障碍等,从而 使机体陷入功能缺失时,人类并不具备恢复其 失去的功能的能力。在这样的情况下,就有必 要移植细胞或组织。
9 NCT01211028 Adistem Ltd
香港
自体 2型糖尿病
Phase Ⅰ・Ⅱ 实施中 2008/6/19 2008/6/28
10 NCT00703612 University Hospital, Toulouse
法国
自体 外周血管疾病•循环系统疾病
Phase Ⅰ・Ⅱ 募集中 2010/3/31 2010/9/28
2)人类胚胎干(ES)细胞(199源自年由威斯康星州大学Thomson建立)
•从生殖医疗等产生的余剩的胚(胚泡) 中,取出“内细胞团”培养出的干细 胞。因为形成畸胎瘤,一般认为其可 以分化为三胚层的任何一方(=具有分 化万能性的证据)。 •有报告称其可分化形成心肌、神经、 网膜。 •如果给予适当的培养条件,可无限地 持续增殖(=“细胞株”) •对于该细胞株的建立,依据文部科学 省的指南严格审查,迄今为止在日本 已建立了3株。 •尚未应用于临床。
前言 2/2
另外,关于最终的知情同意书说明和同意, 将在日本的实施再生治疗的医疗机构,由日本的 责任医师就该治疗予以事前说明,由患者签署同 意书。
敬请阅读此文本,充分了解说明内容,并在 正确理解的基础上予以判断。
脂肪干细胞的临床应用

09级生科一班 青美芳 孙倩
脂肪干细胞定向分化及临床应用
• 概述 • 脂肪干细胞的定义
• 脂肪干细胞的分离、培养与鉴定
• 脂肪干细胞成脂及成骨分化的影响因素 • 同时影响成脂和成骨分化的因素 • 脂肪干细胞的临床应用
概述
随着城市化进程加速,肥胖在我国尤其是大城市
发病率增长迅速。肥胖是由于长期的能量摄入超 过能量消耗引起的脂肪组织过剩的疾病。在成人 阶段脂肪细胞数量保持恒定是一种细胞死亡与补 充更新的动态平衡过程。然而相关研究提示,成
Thank you!
ห้องสมุดไป่ตู้
2.分化诱导因子
• • 表皮生长因子 成纤维因子
•
3.其他(拉伸应变 、 透明质酸 、
氧浓度、钙离子)
同时影响成脂和成骨分化的因素
干细胞巢( stem cell niche)
干细胞巢即干细胞周围的微环境构成,一般包括干细胞的 相邻细胞、粘附分子及基质等。干细巢为干细胞提供了一 个隐蔽的场所,直到有分化号的刺激它才脱离静止的状态。 因此干细胞巢在维持干细胞的静止和抑制分化方面发挥着 重要作用。
将分离的脂肪组织在磷酸盐缓冲液(phosphate buffered saline PBS)中充分清洗,以去除毛发 和油滴等;然后将脂肪组织用眼科剪剪碎,加入 胶原酶在37℃水浴摇床消化30min, 用含有 10%FBS的 DMEM/F-12培养基终止消化,细胞 筛过滤后,800rpm/min 预离心,上清液2400 rpm/min离心得到的沉淀即为SVF,其中含有 ADSCs,用含有10%FBS的 DMEM/F-12培养基 重悬细胞沉淀,将单细胞悬液种植到培养瓶或培 养板中,37℃,5% CO2孵箱孵育。
脂肪干细胞研究进展与应用前景

新、 具有 多向分化潜能 的成 体干 细胞 , 在一定 的条 件下 可 以
分化成许多有特定功 能 的细 胞系 , 具有 一般干 细胞 的特 点 ,
失, 形成的脂肪组织与新鲜分离 的 A D S C s 形成 的一 样 。这使 得 建 立 脂 肪 来 源 干 细 胞 库 成 为 可 能 , 为
A D S C s 的应 用提 供 了广 阔的前景 。
2 AD S C s 的 生物 学特性
i r v e d c e l l s , A D S C s ) 不 仅 在 体 内外 具 有 多 向分 化 潜 能, 在不 同 的诱 导 因子作 用 下可 以像脂 肪 细胞 、 软骨
血干 细胞 的标 记 , 包 括 普通 白细 胞 的抗 原 C D 4 5 、 单 核/ 巨噬 细 胞标 记 C D1 1 a和 C D1 4 、 MHC I I 类 D R组
的差 异 , 发 现两 类 细胞 的表 面标 记相 似 , 都 表 达
C D 1 3 、 C D 2 9 、 C D 4 4 、 C D 5 8 、 C D 9 0 、 C D 1 0 5和 C D1 6 6 ,
均不 表 达 C D 1 1 C 、 C D 1 9 、 C D 3 1 、 C D 3 3 、 C D 3 8 、 C D 4 5
细胞 、 肌 细胞 、 成骨 细胞 、 神 经细胞 、 神 经胶 质 细胞及 胰 岛细胞 分化 , 而 且 可 以分 泌 多 种 促 血 管 生 成 因子 和抗 凋 亡 因子 。现就这 一领 域新 的研 究进 展 与应用 作 一综 述 。
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A D S C s的分离与纯化关于ADSCs的获取方法很多,但不管哪种方法所得到的并非单一的脂肪干细胞,是一组具有干细胞特性的细胞群。
目前应用最广泛的分离方法是酶胶原消化法。
首先将无菌条件下切取的脂肪组织块剪成细小的颗粒,PBS液冲洗干净后,用0.1%的胶原酶在37℃下振荡消化4O~90min,再用含10%胎牛血清的等体积DMEM培养基终止。
1200r /min离心5~10min,弃上清液及悬浮的脂肪组织,重悬细胞后经过细胞筛过滤,所得细胞按2—4×105/cm接种于50ml培养瓶内。
37℃条件5%的CO饱和湿度培养箱内培养,2d后首次换液,以后3d换液一次,至细胞达70%~8O%融合时用0.25%胰酶消化,并传代。
经过提取获得的以脂肪干细胞为主的细胞群接种后数小时即开始贴壁生长,24h内完成贴壁。
细胞的形状与成纤维细胞相似,体积较小,核浆比较大,随后细胞体积渐增大,克隆形成。
经传代后,细胞的形态及排列才趋于一致。
由于目前尚未发现脂肪干细胞表面存在特异性的分子标记物,因此无法利用分子表型来分离纯化。
然而可通过纯化脂肪组织块来间接达到纯化脂肪干细胞的目的。
流式细胞仪检测显示:传至第3代时,可达95%以上的细胞纯度。
ADSCs的生物学特性1.ADSCs的鉴定在ADSCs鉴定上,现阶段尚无特异性鉴定方法。
用免疫荧光法和流式细胞术检测结果均显示ADSCs表达特异性分子CD44,OCT一4,E—eadherin,流式细胞术检测细胞周期显示绝大多数细胞是处于静止期的干细胞,传代后生长迅速,随机挑选来源标本,对细胞进行染色体核型分析显示ADSCs具有遗传稳定性。
ADSCs分泌多种生长因子在生理功能方面,脂肪干细胞能分泌相当数量的细胞因子,包括肝细胞生长因子(HGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胎盘生长因子(PGF)、转化生长因子一B(TGF—B)、成纤维细胞生长因子(FGF一2)等,低表达的因子有Ang一2C。
2.ADSCs的多向分化能力与骨髓间充质干细胞相比,脂肪干细胞具有储量丰富、取材容易、扩增迅速、不宜衰老、排斥反应低等优点。
在特定培养基和特异的诱导剂作用下可分化为特定的体细胞,在组织修复、细胞移植、基因治疗等领域有着潜在价值。
向脂肪细胞分化:在特定培养基中加入一定浓度地塞米松、胰岛素、吲哚美辛及1一甲基一3~异丁基一黄嘌呤,3周后发现ADSCs向脂肪细胞分化,可检测出ADSCs表达许多脂肪细胞的特异性标记:脂蛋白脂肪酶、脂肪酸结合蛋白aP2、PPAR—r2、leptin(瘦素)、Glut4(葡萄糖转运蛋白等。
镜下观察可见胞内有空泡形成。
这些特点是脂肪细胞形成的标志。
向血管内皮细胞分化:将ADSCs置于含甲基纤维素和血管内皮生长因子的半固体培养基中加以培养,镜下可见有分支状的管腔结构形成,免疫组化证实有内皮细胞特异性的表面标记一CD31和vW因子。
Planat等描述了将培养3d的ADSCs注入后肢缺血损伤的实验小鼠后肢肌肉中,15d以后给以血管造影及多普勒检查发现损伤后肢血供出现显着改善的实验结果。
向成骨细胞分化:h—ADSCs在加入维生素C、B一磷酸甘油(BGP)和维生素D3的培养基中培养几代后,细胞表面形成的突起,其形态与体内的成骨细胞相似,用茜素红染色可见细胞内出现了钙小结”。
国外有将ADSCs作为种子细胞植入网状支架中,成功地修复狗的颅骨的报导。
国内马舟涌等将获得的脂肪干细胞和进行成骨诱导后的脂肪干细胞分别种植在复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白胶支架上,并移植到骨缺损模型中。
实验证明,经诱导后的脂肪干细胞在复合骨形态发生蛋白和纤维蛋白胶支架中可以促进骨骼愈合。
这也间接证明了ADSCs的确向成骨细胞分化。
向软骨细胞分化:在体外,将维生素C、转化生长因子(TFG)、胰岛素添加到特定培养基里,可以定向诱导AD—SCs向软骨细胞分化。
结果在培养基里形成了细胞小结,经免疫组化分析得知,这些细胞小结表达Ⅱ型胶原纤维、硫酸软骨素、硫酸角质素等。
杨亚军等用CDMPI体外诱导sD大鼠脂肪干细胞,结果诱导后的脂肪干细胞形态由长梭型向软骨细胞的多角形方向转变。
免疫组化显示CDMPI诱导大鼠ADSCs后可以分泌软骨特异性基质糖胺聚糖(GAG)和Ⅱ型胶原,并进一步向软骨细胞方向分化增殖。
向心肌细胞分化:从脂肪组织中分离的脂肪基质血管组分(stromalvascularfraction,SVF)即脂肪组织去除成熟脂肪细胞后,所获得的具有于细胞特性的基质细胞,直接种植在半固体的甲基纤维素培养基中,6d后,出现了各种不同的细胞形态,有成群的前脂肪细胞/脂肪细胞,成纤维样细胞等等,11—14d后,一些圆形的细胞开始了独立的收缩活动,在几天内,肌管样结构出现,并大量生长增殖,20—30d后,局部出现了一簇有结合力的细胞群体,和有分支的纤维细胞共同结合在一起。
在这期间,24d时,整个局部出现了单一节律的搏动。
在分子水平上,这些搏动的细胞能表达几种心脏特有的mRNA,如转录因子,GATA一4和Nkx2.5,心室和心房肌凝蛋白轻链MLC一2v和MLC一2a,以及ANP(心钠素)。
这些数据表明了这些搏动细胞的心肌细胞特性。
向神经细胞方向分化:国外一些研究人员用B一巯基乙醇(B—mercaptoethanol,B—ME)诱导h—ADSCs向神经细胞分化,30min后即出现类神经元样的细胞,3h后出现了神经元细胞表型,表达神经细胞早期阶段的标志性因子nestin、NSE、NeuN等,这证明了ADSCs能在体外分化为神经前体细胞,目前技术水平尚不能使之向成熟的神经元细胞或星型胶质细胞分化。
ADSCs的临床应用前景展望1.在组织工程中的应用应用组织工程有两种方案,一种是将种子细胞在体外接种于支架上培养,然后再进行移植;一种是将种子细胞与可降解材料复合物直接移植到体内诱导目标组织形成。
目前脂肪干细胞应用于临床仍处于动物实验阶段。
有报道利用脂肪干细胞和支架成功地修复了骨缺损模型中犬的骨缺损。
脂肪干细胞在修补受损伤的组织时与体外生物I型胶原支架材料的相容脂肪干细胞具有增殖能力和多向分化潜能。
对多种组织的损伤具有良好的修复作用。
而且取材方便,是组织工程研究中的重要种子细胞之一。
不同材料对细胞的生长、分化和黏附均有不同的影响,因而种子细胞能否在支架材料上良好生长,并表达自身特异性功能是目前组织工程研究的一个热点。
I型胶原支架材料与脂肪干细胞具有良好的体外生物相容性,而且具有对细胞、组织等无毒性;不影响生物体的生长、增殖等功能。
有实验表明用体外生物I型胶原支架材料与脂肪干细胞进行体外混合培养,证明了脂肪干细胞能在I型胶原支架材料上良好的附着、生长、增殖并在三维支架材料内保持均匀分布。
故I型胶原支架可作为构建脂肪组织工程的细胞载体。
I型胶原作为体外细胞培养支架时.有促进细胞粘附和诱导生长分化的作用,是良好的培养粘附剂。
其降解产物可被细胞利用合成新的基质。
不产生毒性代谢产物,不影响内环境pH值,因此不会影响细胞的生长增殖。
胶原蛋白及相关制品已广泛应用于临床医学中,已被美国FDA批准作为人工皮肤材料。
研究利用人脂肪干细胞作为种子细胞,进行体外细胞种植胶原支架。
通过倒置显微镜和电镜观察细胞伸展、黏附和生长过程。
镜下显示,种子细胞种植胶原材料后,生长状态良好,无明显细胞毒性表现,在培养条件相对稳定的情况下.细胞可以进行正常增殖、迁移并分泌细胞外基质。
通过检测.细胞与支架的黏附率达97%以上。
说明该支架对细胞有良好的亲和性。
脂肪干细胞在骨组织中的应用骨外伤、骨肿瘤和先天性畸形患者中常存在大面积的骨缺损。
而修复材料的匮乏一直是临床面临的难题之一。
传统骨修复的材料,如肋骨和髂嵴等自体骨,可获取的组织量有限。
且对取材部位造成损伤:磷灰石和去矿化异体骨等异体材料,存在免疫排斥、疾病传染及骨溶解等问题。
近年来,干细胞和骨组织工程研究的不断深人,为临床骨缺损的修复提供了新思路。
脂肪干胞(Adipose—derivedstemcell,ADSC)由于来源丰富且容易获取,体内、外实验均证实其能分化形成骨样组织,已成为骨组织工程的重要的种子细胞来源。
而外国人Friedenstein将骨祖细胞分为确定性骨祖细胞(determinedosteogenicprecursorcells,DOPC)和诱导性骨祖细胞(inducibleosteogenicprecursorcells,IOPC),确定性骨祖细胞是间充质细胞不能自发向成骨细胞转化,在一定的诱导因素后,才能向成骨细胞转化。
由于脂肪干细胞来源稳定且含量丰富,在体内不经基因修饰或外源性生长因子刺激也能修复骨缺损,这使它在未来组织工程骨修复临床骨缺损的应用中备受关注。
但目前对脂肪干细胞参与修复骨缺损的机制尚不清楚。
研究表明间充质干细胞随着传代次数的增多而逐渐丧失其多向分化潜能。
向脂肪细胞的分化能力只能维系10代以内,以后向成软骨细胞、神经星状细胞分化的功能相继丧失,但是体外培养的间充质干细胞向成骨细胞的分化能力可维持20代以上,有研究证实不同种属间间充质干细胞可能有差异因此今后的研究需要深入了解脂肪干细胞在局部骨缺损修复中的作用,并寻找最佳的局部环境促进其成骨分化。
自然状态下,体内调控干细胞成骨分化的环境信号,包括局部微环境内的细胞因子、细胞与细胞或细胞与基质的相互作用,以及机械应力等,在今后,对这些因素的更多发现,及其对它们相互作用的更深入理解可能是体外条件下精确地调控脂肪干细胞成骨分化的关键。
目前,已有应用自体脂肪干细胞修复大面积颅颌面缺损的报道,随着对脂肪干细胞成骨机制的了解,相信脂肪干细胞参与构建的组织工程化骨将会尽快地真正应用于临床大面积骨缺损的修复。
针对性别因素对脂肪干细胞分化影响的研究发现,雌性动物的脂肪干细胞脂肪分化趋势较强,而雄性动物的脂肪干细胞更易表达成骨标志物,这可能与激素促进了脂肪干细胞向脂肪细胞分化有关。
与此相应,科学家研究发现,男性脂肪干细胞的成骨分化时间早于女性,分化速度更快,分化效率也明显高于女性。
目前,对胚胎期及出生后骨发生分子机制的研究受到广泛关注,一些分化调控因子,如骨形态发生蛋白骨髓的间充质干细胞家族等,被用来增强脂肪干细胞体内、外的成骨分化能力。
骨髓的间充质干细胞家族属于旁分泌的转化生长因子TGF—B家族。
大量研究示,骨损伤愈合过程中,骨髓的间充质干细胞具有刺激间充质干细胞向成,目细胞分化的作用。
骨髓的间充质干细胞通过与细胞表面骨髓的间充质干细胞受体结合,磷酸化下游信号分子R—Smad(Smadl、5和8),磷酸化的R—Smad与Smad4结合形成复合体.进而与核内转录因子结合,调控成骨相关靶基因I型胶原蛋白、OPN和OCN等的转录.目前通过转染骨髓的间充质干细胞基因至脂肪干细胞,证实内源性表达增强的骨髓的间充质干细胞2、骨髓的间充质干细胞4和骨髓的间充质干细胞7等能明显增强脂肪干细胞的体内、外成骨能力。