脂肪祖細(xì)胞在顯微脂肪移植術(shù)中的應(yīng)用
上面我們討論過,抽吸的脂肪組織中祖細(xì)胞所占成熟細(xì)胞的比例明顯降低。由于脂肪組織衍生干細(xì)胞主要負(fù)責(zé)脂肪組織的重新構(gòu)建,并且通過子代脂肪細(xì)胞取代衰老細(xì)胞的方式而完成脂肪組織的更新,這一脂肪組織衍生干細(xì)胞/脂肪細(xì)胞的低比率可能是移植脂肪組織長期萎縮的主要原因。在當(dāng)前發(fā)現(xiàn)和假設(shè)的基礎(chǔ)上,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)新的治療方法,稱為細(xì)胞輔助的吸脂-脂肪移植療法(cell assisted liposuction,CAL)。這一方法通過提供新鮮分離的含有脂肪組織衍生干細(xì)胞的基質(zhì)血管碎片,將低祖細(xì)胞含量的脂肪組織轉(zhuǎn)化為祖細(xì)胞含量豐富的脂肪組織(圖7-11)。至少有三個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了補(bǔ)充脂肪祖細(xì)胞可以增加成活脂肪組織的重量和體積。在細(xì)胞輔助的吸脂-脂肪移植療法里,我們將新鮮分離的基質(zhì)血管碎片細(xì)胞加入到作為活性生物支架的脂肪抽吸物中(圖7-5)。
圖7-8 在GFP和野生型小鼠之間進(jìn)行脂肪交替移植的組織學(xué)分析。將GFP小鼠的腹股溝脂肪(綠色)移植至野生型小鼠皮下,反之亦然。4周后,將移植脂肪組織收獲后行周脂素(活性脂肪細(xì)胞,紅色)和赫斯特染色(細(xì)胞核,藍(lán)色)。組織學(xué)分析提示,大多數(shù)活性脂肪細(xì)胞是二代脂肪細(xì)胞,由供體衍生。而其他細(xì)胞,例如毛細(xì)血管和油脂囊周圍的浸潤細(xì)胞由受體衍生
圖7-9 脂肪組織移植3周后的組織學(xué)分析。脂肪移植3周后的組織切片,經(jīng)周脂素(活性脂肪細(xì)胞,紅色)和赫斯特染色(細(xì)胞核,藍(lán)色)后發(fā)現(xiàn),大量脂肪細(xì)胞已經(jīng)死亡(周脂素陰性),即它們已經(jīng)成為脂肪滴(部分死細(xì)胞由星號(hào)標(biāo)記)。同時(shí),小的新生脂肪細(xì)胞(周脂素陽性)出現(xiàn)并取代油脂滴。這一結(jié)構(gòu)重組過程非常緩慢。脂肪滴可以存留很長時(shí)間而不被清除和吸收,從而保持移植脂肪的體積不變。這一現(xiàn)象無法在HE染色中觀測(cè)到,因?yàn)楹笳唠y以將活性脂肪細(xì)胞從死亡細(xì)胞中區(qū)別開來
圖7-10 脂肪組織移植8周后的組織學(xué)分析。脂肪移植8周后的組織切片,經(jīng)周脂素(活性脂肪細(xì)胞,紅色)和赫斯特染色(細(xì)胞核,藍(lán)色)后發(fā)現(xiàn),小的新生脂肪細(xì)胞(周脂素陽性)和死亡的脂肪細(xì)胞(周脂素陰性)都已消失,只剩下再生的活性脂肪細(xì)胞和更大的油脂囊。這些油脂囊周圍被Ki67陽性染色的增殖細(xì)胞環(huán)繞,后者主要是浸潤的巨噬細(xì)胞
脂肪組織衍生干細(xì)胞在細(xì)胞輔助的吸脂-脂肪移植治療中的作用可能有四種,部分作用已經(jīng)在之前的研究中得到證實(shí)。首先,脂肪組織衍生干細(xì)胞可以分化為脂肪細(xì)胞參與到脂肪組織的再生中。其次,脂肪組織衍生干細(xì)胞可以分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞,也可能直接分化為血管壁細(xì)胞,從而促進(jìn)新生血管形成和移植物存活。第三,脂肪組織衍生干細(xì)胞可以在創(chuàng)傷、缺氧以及其他情況下釋放肝細(xì)胞生長因子和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子(stromal cell derived factor-1,SDF-1),這些因子影響周圍的受區(qū)組織。第四,脂肪組織衍生干細(xì)胞在未分化狀態(tài)存活下來,參與生理性的組織更新和重建。盡管脂肪細(xì)胞的壽命很長(2~10年),但是大多數(shù)脂肪細(xì)胞在脂肪移植后迅速死亡,或者導(dǎo)致移植失敗或者由脂肪組織衍生干細(xì)胞衍生的新生脂肪細(xì)胞取代。
從超過600例的臨床病例中得到的結(jié)果應(yīng)該說是振奮人心的。盡管存在著個(gè)體差異,但是相比于傳統(tǒng)的脂肪移植,該項(xiàng)治療具有超強(qiáng)的移植脂肪體積維持結(jié)果。補(bǔ)充脂肪組織衍生干細(xì)胞可以控制移植后的脂肪萎縮,使在傳統(tǒng)脂肪移植3個(gè)月后出現(xiàn)的組織體積減小在這里可達(dá)到最小化。
圖7-11 細(xì)胞輔助的吸脂-脂肪移植療法(CAL)的概念。在傳統(tǒng)的脂肪移植中,脂肪抽吸物中的脂肪部分經(jīng)離心后用于注射。而CAL在祖細(xì)胞含量相對(duì)較少抽吸脂肪中加入基質(zhì)血管碎片(SVF),使其成為富含祖細(xì)胞的脂肪組織。將新鮮分離的SVF附著在作為支架的抽吸脂肪上。通過膠原酶消化所得的SVF中含有10%~40%的脂肪祖細(xì)胞(ADSCs)(CD34+CD31-CD45-),其中的部分細(xì)胞具有多向分化潛能,可以在體外分化為幾種不同的細(xì)胞系。在瘦小患者中應(yīng)用迷你CAL時(shí),只需應(yīng)用抽吸脂肪的液體部分來分離SVF,而在肥胖患者上應(yīng)用完全CAL時(shí),還需要再額外抽吸一份脂肪以供提取SVF。大量的基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究證明脂肪衍生干細(xì)胞具有與骨髓衍生干細(xì)胞相似的潛能,前者已經(jīng)成為細(xì)胞治療工具的興趣所在
在臨床試驗(yàn)中,注射了基質(zhì)血管碎片細(xì)胞的患者中有2例出現(xiàn)異位纖維發(fā)生。在細(xì)胞療法中應(yīng)用附壁的間充質(zhì)干細(xì)胞,有時(shí)可見一些細(xì)胞的異常行為,例如細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞。盡管這些細(xì)胞是從成年人組織衍生而來,并未經(jīng)過大量的人工操作,我們還是應(yīng)該將這些發(fā)生意外細(xì)胞行為的可能性考慮在內(nèi)。通常我們提倡在移植之前,應(yīng)該將脂肪組織衍生干細(xì)胞與細(xì)胞、組織、細(xì)胞外基質(zhì)或者生物支架附著在一起,以避免細(xì)胞的意外遷移和分化。
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