有學(xué)者認(rèn)為，脂肪來源的基質(zhì)細(xì)胞可表現(xiàn)出向多種細(xì)胞分化的潛能，一是脂肪組織中本身存在多種分化潛能限定的前體細(xì)胞，如前成骨細(xì)胞、前成肌細(xì)胞和前脂肪細(xì)胞；二是其他組織來源的干細(xì)胞（如血管周細(xì)胞、周圍血中的間充質(zhì)干細(xì)胞）；三是以上2種細(xì)胞群的混合物。切除的脂肪組織經(jīng)消化后離心形成的細(xì)胞層含有前脂肪細(xì)胞，能夠分化為脂肪細(xì)胞，因此觀察到的脂肪細(xì)胞分化可能由于前脂肪細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化的結(jié)果，而不是多能干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化的結(jié)果。但是加工過的脂肪吸取物（processed lipoaspirate，PLA）與MSCs類似，都能夠向成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成肌細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化，而且PLA表達(dá)的CD抗原與MSCs類似。單克隆的細(xì)胞具有向成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的能力，證實(shí)脂肪組織中確實(shí)存在干細(xì)胞。

一、ADSCs生物學(xué)特征

（一）形態(tài)和生長特點(diǎn)

細(xì)胞呈平行排列，漩渦樣生長，細(xì)胞為梭形，胞質(zhì)和核仁豐富。300ml的脂肪組織經(jīng)處理可常規(guī)產(chǎn)生（2～6）×108個(gè)ADSCs細(xì)胞，經(jīng)過多次傳代（10～20代），細(xì)胞的增殖速度無明顯減慢，衰老和死亡細(xì)胞所占比例也很少，表明脂肪組織蘊(yùn)含豐富的ADSCs細(xì)胞，且細(xì)胞體外擴(kuò)增能力很強(qiáng)，易于傳代培養(yǎng)。

（二）免疫表型

其免疫表型與已經(jīng)報(bào)道的BMSCs相似。用流式細(xì)胞儀和免疫組化方法研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的ADSCs細(xì)胞可表達(dá)如下蛋白：①黏附分子。它始終表達(dá)tetraspan蛋白（CD9）、整合素β1（CD29）和α4（CD49d），還表達(dá)細(xì)胞間黏附分子1（ICAM－1，CD54）、endoglin（cd102）、血管細(xì)胞黏附分子（VCAM、CD106）及活化的淋巴細(xì)胞黏附分子（ALCAM，CD166）。但不表達(dá)神經(jīng)細(xì)胞黏附分子（NCAM，CD56）、細(xì)胞間黏附分子3（ICAM－3，CD50）、整合素αb（CD11b）和β2（CD18）及內(nèi)皮選擇蛋白（E－selectin，CD62）。②分子受體?？杀磉_(dá)透明質(zhì)酸鹽（CD44）和轉(zhuǎn)鐵蛋白（CD71）的受體。③細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和糖蛋白。ADSCs能生成Ⅰ型膠原、骨橋蛋白、ostenectin、Thy－1（CD90）和MUC－18（CD146）。④肌蛋白。能表達(dá)平滑肌細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白和波形蛋白。⑤造血細(xì)胞標(biāo)記。不表達(dá)造血細(xì)胞標(biāo)志物CD14、CD31或CD45。⑥補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白。確定能表達(dá)衰變加速因子（CD55）和補(bǔ)體蛋白；⑦組織相容性抗原：表達(dá)Ⅰ類組織相容性蛋白HLAABC，而不表達(dá)Ⅱ類蛋白HLA－DR。

二、ADSCs分化潛能

（一）向成骨細(xì)胞分化

誘導(dǎo)培養(yǎng)基是往DMEM培養(yǎng)基中加入10%胎牛血清、0．1μmol／L地塞米松、50μmol／L維生素C、10mmol／Lβ－甘油磷酸鈉。培養(yǎng)2周后約有50%的細(xì)胞表達(dá)堿性磷酸酶，在培養(yǎng)板中有鈣化斑。

（二）向脂肪細(xì)胞分化

誘導(dǎo)培養(yǎng)基是含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中加入0．5mmol／L異丁基甲基嘌呤（isobutyl－methylxanthine，IBMX）、1μmol／L地塞米松、10μmol／L胰島素和200μmol／L吲哚美辛、33μmol／L生物素、17μmol／L泛酸鹽，培養(yǎng)2周后部分細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞，即使長時(shí)間培養(yǎng)，ADSCs也會(huì)維持這種分化能力。不用誘導(dǎo)分化劑也有少數(shù)ADSCs分化為脂肪細(xì)胞。

（三）向軟骨細(xì)胞分化

誘導(dǎo)培養(yǎng)基是含1%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基，加入6．25μg／ml胰島素、10ng／ml TGF－β、0．1μmol／L地塞米松、6．25μg／ml轉(zhuǎn)鐵蛋白和50nmol／L維生素C，誘導(dǎo)分化后的細(xì)胞表達(dá)Ⅱ型膠原，阿立新藍(lán)染色陽性，多次傳代培養(yǎng)后仍維持向軟骨細(xì)胞分化的能力。

（四）向成肌細(xì)胞分化

誘導(dǎo)分化的培養(yǎng)基是含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中加5%馬血清、0．1μmol／L地塞米松、50μmol／L氫化可的松。分化成肌細(xì)胞的比例為總細(xì)胞的12%左右。誘導(dǎo)一段時(shí)間，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)多核的細(xì)胞，早期分化的細(xì)胞表達(dá)肌源性決定因子（myogenic determination factor1，MyoD1），終末分化融合的骨骼肌細(xì)胞表達(dá)肌球蛋白。

（五）向神經(jīng)細(xì)胞分化

人類ADSCs在氮胞苷的誘導(dǎo)下能夠分化為神經(jīng)細(xì)胞，表達(dá)神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物，ADSCs移植到側(cè)腦室，能夠移行到腦的不同區(qū)域，廣泛分布。大腦中動(dòng)脈栓塞后，移植的ADSCs更容易向損傷部位移行，并且能夠改善動(dòng)物模型的疾病癥狀，分化的細(xì)胞可以表達(dá)神經(jīng)細(xì)胞的相關(guān)蛋白。早期分化的細(xì)胞能夠表達(dá)巢蛋白和神經(jīng)元特異性烯醇化酶，而晚期表達(dá)神經(jīng)微絲200。對(duì)恒河猴脂肪組織來源干細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，在無血清培養(yǎng)基和bFGF、EGF、BDNF（brain－derived neurotrophicfactor）的誘導(dǎo)下，細(xì)胞能夠形成類似神經(jīng)干細(xì)胞的神經(jīng)球，貼壁后分化為神經(jīng)細(xì)胞。與骨髓基質(zhì)細(xì)胞相比，脂肪組織來源的細(xì)胞更容易向神經(jīng)細(xì)胞分化。對(duì)小鼠的ADSCs的研究證明，它能夠表達(dá)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞表型，可表達(dá)γ－氨基丁酸、谷氨酸受體NR－1和NR－2亞單位、GAP－43、突觸蛋白Ⅰ和電壓控制型鈣通道（voltagegated calcium channels），分化的細(xì)胞可對(duì)谷氨酰胺激動(dòng)劑5－NMDA（N－methyl－D－aspartate）的刺激發(fā)生反應(yīng)。

（六）向內(nèi)皮細(xì)胞分化

人類皮下脂肪組織來源的非脂肪基質(zhì)細(xì)胞在體外能夠分泌VEGF、HGF、TGF－β，在缺氧條件下培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，VEGF的分泌增加5倍。在用缺氧條件下獲得的ADSCs進(jìn)行條件培養(yǎng)時(shí)，能夠明顯促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。新分離的人脂肪組織的基質(zhì)血管層（stromal vascular fraction，SVF）含有大量CD34（＋）、CD133（＋）和ABCG2（＋）細(xì)胞，而且部分CD34（＋）細(xì)胞可以分化表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物CD31，免疫磁珠分選CD34（＋）／CD31（－）細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)這種細(xì)胞在一定條件下可以分化為內(nèi)皮細(xì)胞。在后肢缺血小鼠動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)中，靜脈注射CD34（＋）／CD31（－）細(xì)胞使缺血肢體的血流和毛細(xì)血管密度增加，移植細(xì)胞參與新生血管的生成，證明人類SVF中CD34（＋）／CD31（－）的群體細(xì)胞具有內(nèi)皮祖細(xì)胞（干細(xì)胞）的性質(zhì)，對(duì)于缺血性疾病的治療有一定的應(yīng)用價(jià)值。去分化的成熟人類脂肪細(xì)胞在體外可以很快獲得內(nèi)皮細(xì)胞表型，分化為內(nèi)皮細(xì)胞，移植到體內(nèi)參與血管生成，促進(jìn)裸鼠缺血肢體的新血管生成，形成血管樣結(jié)構(gòu)，結(jié)果提示內(nèi)皮細(xì)胞與脂肪細(xì)胞可能擁有共同的祖細(xì)胞（干細(xì)胞）。

（七）向心肌細(xì)胞分化

人類ADSCs在大鼠心肌細(xì)胞提取物的誘導(dǎo)下可以分化為心肌細(xì)胞，表達(dá)心肌細(xì)胞的標(biāo)志物sarcomeric－α肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、結(jié)蛋白和心肌肌鈣蛋白Ⅰ、縫隙連接蛋白43（connexin 43），可見雙核和有斑紋的細(xì)胞，并可見細(xì)胞的隨機(jī)跳動(dòng)。小鼠的ADSCs在不用5－氮胞苷的誘導(dǎo)條件下也可分化為心肌樣細(xì)胞，具有心肌細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，表達(dá)心肌細(xì)胞的特異標(biāo)志物，早期的培養(yǎng)還可以檢測(cè)到細(xì)胞的起搏活動(dòng)，腎上腺素激動(dòng)劑能夠增加細(xì)胞的收縮節(jié)律，而膽堿能激動(dòng)劑會(huì)降低細(xì)胞的收縮節(jié)律。