脂肪干细胞运用Word文件下载.docx
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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ADSC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ADSC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—ADSC在加入维生素CB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乍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ADSC啲确向成骨细胞分化。
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H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CDMP诱导大鼠
ADSC后可以分泌软骨特异性基质糖胺聚糖（GAG）和H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、NSENeuN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勺临床应用前景展望
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勺骨缺损。
脂肪干细胞在修补受损伤勺组织时与体外生物I型胶原支架材料勺相容脂肪干细胞具有增殖能力和多向分化潜能。
对多种组织勺损伤具有良好勺修复作用。
而且取材方便,是组织工程研究中勺重要种子细胞之一。
不同材料对细胞勺生长、分化和黏附均有不同勺影响,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勺一个热点。
I型胶原支架材料与脂肪干细胞具有良好勺体外生物相容性，而且具有对细胞、组织等无毒性；
不影响生物体勺生长、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勺附着、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批匕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TG—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（Smac、5和8）,磷酸化的R—Smad与Smad4吉合形成复合体.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、OPM口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。
脂肪干细胞上皮分化在喉组织工程中的应用.
声带瘢痕是一个较难解决的临床问题，尚缺乏有效的治疗手段，目前其主要的治疗方法是向声带中注射填充物或细胞，试图恢复声带浅层的振动性。
声带振动受损主要是由于固有层细胞外基质的中断、胶原沉积增多、弹性纤维的丢失等引起。
有证据表明声带注射细胞或基质对恢复声带黏膜波的作用是有的。
另外，从人的声带中获取成纤维细胞比较困难。
现有的组织工程方法是将声带的成纤维细胞包被在一系列的支架上。
用自体细胞来源的组织结构工程代替声带被覆黏膜可能成为严重声带瘢痕的治疗方式。
实现该目标的第一步是构建类似于声带固有层和上皮层的三维细胞群基质。
切除声带瘢痕后，用新的有组织结构的细胞外基质和上皮作为替代物，改善声带的振动功能。
本研究便是介绍一种新的组织工程方法来构建声带被覆黏膜的替代物，以便恢复声带固有层和上皮的振动功能。
通过脂肪抽吸分离获得脂肪源干细胞是一种多功能干细胞，作为一种自体间质细胞的来源，已被广泛用来产生软骨细胞、成骨细胞和纤维细胞。
脂肪源干细胞与骨髓源间质干细胞具有相似的遗传特征，可以分化成外胚层和内胚层细胞。
研究构建了声带黏膜的组织工程替代物，三维的纤维蛋白和脂肪源干细胞的凝胶与声带的固有层和黏膜层有着相似的显微结构和特性。
在研究中，成人脂肪源干细胞可以双向分化成上皮细胞和间质细胞系,并且具有组织结构，表皮生长因子和气体界面是上皮分化的必备条件。
研究结果初步表明，利用组织工程制作声带替代物是可行的。
脂肪干细胞在诱导表皮细胞中的研究进展
脂肪干细胞作为一种种子细胞，有望在一定的条件下定向诱导分化成为表皮细胞，并且提高诱导分化率和扩增能力，最终达到临床治疗使用的目的。
其具有的多向分化潜能，组织来源丰富,取材方便，创伤小，增殖能力强等优点是其他众多间充质干细胞所无法比拟的。
但同时脂肪干细胞在无免疫力的移植受体上表现的肿瘤样无限增生的特性，在进入临床试验前仍需要寻找并建立合适的动物模型进行长期观测以确定其移植的安全性；
其次，脂肪干细胞向表皮细胞诱导尚无一安全稳定并行之有效的培养、诱导方式；
以及在批量提取生产脂肪干细胞的过程中，如何保障细胞质量的均一稳定性仍然有待进一步研究。
脂肪干细胞通过向表皮细胞进行诱导无疑对难愈合创面的修复提供了非常理想的解决方案，作为一种可用的种子细胞，有望在一定的条件下定向诱导分化成为表皮细胞，并且提高诱导分化率和扩增能力，最终达到临床治疗使用的目的。
其具有的来源丰富,取材方便，创伤小，增殖能力强等优点无疑是其他众多间充质干细胞所无法比拟的。
在未来的科技发展条件下一定会实现脂肪干细胞诱导转化形成表皮细胞的美好愿望的。
2.在缺血性疾病中的应用
ADSC能分泌多种细胞生成因子，这一特性可被应用于缺血眭疾病的治疗。
在整形外科领域，研究人员将标记有Dil的ADSC注射于大鼠背部任意型皮瓣蒂部，1周后发现实验组注射部位毛细血管显着增生，在增生的毛细血管周围大量存在标记有Dil的血管内皮细胞，皮瓣成活面积显着高于对照组。
推测其机理：
一方面ADSC分化为血管内皮细胞，另一方面分泌促血管生成因子所致。
3.在慢性炎症疾病中的应用有研究表明，生物活性因子在某些组织再生过程中发挥重要作用，其机理与这些生物因子能促使修复细胞向局部迁移、增殖和增加胶原分泌量来加速创伤愈合。
研究人员利用ADSC可分泌多种生物活性因子这一特点将它注入由TNBS诱导的结肠炎创面，发现其愈合速度且显增快.
4.旁分泌脂肪组织通过分泌细胞因子及生长因子参与机体的内分泌[3]。
ASCs分泌大量的上皮生长因子（EGF）、血管内皮生长因子（VEGF）碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、肝细胞生长因子（HGF）、转化生长因子-B（TGF-B）、胰岛素样生长因子（IGF）及脑源性神经营养因子（BDNF）:
4〜9],它们也分泌细胞因子如Flt-3配体、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、粒细胞巨噬细胞刺激因子（GMCSF、巨噬细胞集落刺激因（M-SCF）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-7（IL-7）、白细胞介素-8（IL-8）、白细胞介素-11（IL-11）、白细胞介素-12（IL-12）、白血病抑制因子（LIF）及肿瘤坏死因子-a（TNF-a）。
脂肪组织这种旁分泌因子的分泌很可能导致肥胖症患者体内上述因子表达量的升高。
特别要指出的是这些被ASCs分泌的血管生成因子及抗细胞凋亡因子在缺氧的条件下其分泌显着增加。
HGF为ASCs分泌的主要血管生成因子，他们在ASCs旁分泌效应中具有重要的作用。
上述因子受到抑制时能够损伤ASCs在缺血性组织中血管生成及重建的效果。
敲除HGF能够
降低ASCs促进EC增殖的水平并抑制抗性细胞凋亡。
5.心血管重建
急性及慢性缺血性心脏病为全球高死亡率的疾病之一。
传统的治疗方法不能替代缺失的心肌细胞或心肌纤维化组织。
注入培养的和新鲜分离的ASCS能够改善实验诱导的心肌损伤机体的心肌功能。
将人ASCs注射到小鼠心脏的梗塞部位，心肌功能得到保护，此外，左心室收缩末期体积显着降低。
在猪模型中也报道了相似的结果。
人ASCs在体外能够分化为心肌细胞，表达心肌特异标志物troponin-I及myosinlightchain2，甚至能够节律性收缩。
然而，与平滑肌分化相似，体内ASCs向心肌细胞的分化仍具有争议。
报道了ASCs在注射后2周表达心肌标志物，但是发现向大鼠心脏处注射人ASCs其向平滑肌细胞分化而不向心肌细胞分化。
心脏处注射的ASCs通过分泌血管
生长因子促进血管生成并抑制损伤心脏的细胞凋亡。
另外，ASCs也
能直接在心肌缺血部位促进神经发芽，进而增强心肌收缩功能。
注射ASCs的方法主要有两种。
传统的方法将ASCs通过注射器注入心肌内，大量的细胞会出现死亡或流失，最终会减弱治疗效果。
另一种方法是通过在温度控制下皿中的scaffold-free单元进行心外膜注射。
该方法的优势在于不存在任何外来材料，可对细胞粘附力进行保护，而且不会对任何不同细胞种群进行合并。
一些以细胞单位为基础的方法在鼠、犬及猪模型中能够改善受损心脏的功能.
6.神经系统重建多种生长因子如神经生长因子（NGF）、纤毛神经营养因（CNF）、IGF及FGF均由损伤后神经末端分泌。
这些生长因子促进轴突的生长，与外周神经系统主要的支持细胞———施旺细胞关系密切。
由于上述再生是由长期神经损伤导致，细胞治疗如干细胞治疗能够通过将生长因子引入间隙从而促进神经再生。
ASCs能分泌一些神经生长因子如IGF、FGF因此这些细胞能够促进神经修复。
另外，最近有ASCs向神经系细胞及施旺细胞成功分化的报道。
相较于BSCsASCs的nestin表达量更高，nestin能用于识别扩增的成年神经祖细胞。
一些结果表明ASCs向施旺细胞分化，其机制也被详细研究，其过程的
可逆通过骨骼肌损坏完成。
通过将ASCs分化为施旺细胞样表型检测其治疗外周神经的效果。
然而，在上述方法能够安全的用于临床研究前还需搜集大型动物模型的实验数据。
ASCs不仅能够应用于外周神经损伤，也被用于中枢神经损伤中。
在犬模型中用ASCs台疗脊柱损
伤同时能够改善神经功能，ASCs在体内向星形胶质细胞、少突细胞及神经元细胞分化。
发现小鼠模型中的ASCs通过分化为施旺细胞可台疗脊柱损伤。
但该研究中，作者指出即使将施旺细胞转导到主要的损伤位点并有显着的组织学改善，但其功能的改善仍不可见。
因此，推测完整的脊柱功能恢复需要更复杂形式的台疗而不仅仅为单一细胞类型或细胞因子的注射。
ASCs能够在注射后于神经系统中存活并通过直接分化或旁分泌因子的分泌促进神经恢复。
因此，ASCs能够
作为中枢神经损伤及外周神经损伤台疗的潜在资源。
7.癌症转移及入侵由于基质细胞能够导致多种肿瘤的发展，所以在这些细胞用于再生医学的临床研究前有必要弄清间充质基质细胞于癌症发展过程中的作用效果。
基质细胞包括成纤维细胞、外膜细胞、成肌纤维细胞、脉管系统和巨噬细胞，他们结合形成能够控制内皮细胞分化及扩增的微环境。
胸腺癌发展期间，肿瘤细胞识别组织微环境来支持其扩增并向周围组织中入侵。
肿瘤聚集基质纤维的过程称为促结缔组织增生反应。
这些肿瘤相关的成纤维重编程能够产生生长因子、细胞因子及细胞外基质重塑蛋白。
最近的研究表明BSCs通过聚集乳腺癌细胞促进乳腺癌的转移及入侵。
BSCs产生趋化因子配体5（CCL5）,该因子在共培养下能够促进胸腺肿瘤的发展。
相较于BSCsASCs为组织中存在的干细胞，与乳腺癌细胞局部相邻，同时有研究表明脂肪细胞与乳腺癌细胞间存在一定的相互作用。
最近的研究将白色脂肪细胞与癌症发展相结合。
一种体内的鼠模型证实ASCs经过静脉注射后能够进入肿瘤位点，同时基质来源的生长因子-1（SDF-1）/CXC受体4（CXCR4）在ASCs介导的促进肿瘤生成中具有重要的作用。
指出ASCs分泌的IL-6与乳腺肿瘤细胞的迁移及入侵相关。
IL-6为多种癌症中重要的生长因子，如多种骨髓瘤（MM及前列腺癌。
另外，一种体内研究表明ASCs分泌的SDF-1能够促进乳腺癌的入侵及形成。
也有报道指出人ASCs能够产生CCL5在将人ASCs与MDAMB-23乳腺癌细胞共培养后，大量的CCL5消失。
然而，ASCs台疗癌症肿瘤是具有争议性的。
许多研
究报道移植的ASCs在鼠模型中能够影响乳腺癌的产生及生长。
孚L腺肿瘤细胞与基质细胞间的双向关系被炎症细胞因子及趋化因子介导，进而影响肿瘤的发展。
因此，在脂肪干细胞治疗用于临床应用前，脂肪组织对于肿瘤细胞行为影响的分子机制有待进一步深入研究。
脂肪干细胞在颗粒脂肪移植中的作用颗粒脂肪移植技术是替代传统移植填充物的新型手术治疗方法，被广泛的应用于美容整形烧烫伤等方面。
临床上多采用自体脂肪细胞移植来消除免疫排斥等不良反应，但是在移植的过程中发现，颗粒脂肪移植后形成坏死、炎症以及高比率的脂肪吸收等现象，提示在颗粒脂肪移植后的整体能量供给出现了问题，血液微循环不足造成脂肪的流失的主要原因.脂肪干细胞是一种能够大量获取、具有多种分化潜质的多功能细胞，脂肪干细胞具有易获取，低免疫原性、组织相容性好以及抗击凋亡等特点，被广泛的应用于各项研究中。
脂肪干细胞被认为能在多方面协助移植物，其中主要包括：
①移植后部分脂肪细胞出现死亡等消亡情况，脂肪干细胞会分化成颗粒脂肪细胞，进而对细胞形成补充，较少脂肪的吸收溶解；
②移植后在短期内移植物处于缺氧缺营养支撑时期，脂肪干细胞可以促进血管生成因子的释放，进而促进血管再生，恢复移植物的供养情况提高脂肪的成活率；
③同时脂肪干细胞也具有自我恢复存活的功能，增加了移植物的自我修复和减少脂肪吸收。
另外有研究表明，脂肪干细胞具有在缺氧的情况，继续发挥细胞生物学功能，是一种很强生命力的干细胞种群。
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研究主要探讨了脂肪干细胞在颗粒脂肪移植中的作用，采用对比分析的试验方法，在24只裸鼠上设置3个组别分别为对照组、颗粒脂肪移植组、颗粒脂肪+脂肪干细胞移植组，通过测定血浆中血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子的水平、估算微血管密度、苏木精-伊红染色结合油红0染色等手段，探究脂肪干细胞在颗粒脂肪移植中的作用，实验结果显示，脂肪干细胞具有很强的促进脂肪细胞成活率、减少脂肪吸收率、改善移植物的血液微循环、促进脂肪细胞功能等方面的作用。
同时试验中发现混合移植组因为加入了脂肪干细胞，造成血浆中血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子水平显着高于单纯颗粒脂肪移植组，血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子被认为是在脂肪移植的过程中发挥着关键作用的2种细胞因子，血管内皮生长因子主要是与机体内血管内皮生长因子受体2的受体相结合，促进血管生成，由血管内皮生长因子受体2受体介导的血管生成可以促进血管内皮细胞的增殖以及细胞迁移，进而诱导血管的再生，并且增加
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