影響前脂肪細(xì)胞增殖與分化的若干因素

樊芙蓉 綜述，劉毅 審校

在脂肪組織工程中，前脂肪細(xì)胞是被公認(rèn)的種子細(xì)胞，它是一類具有增殖分化能力的特異化前體細(xì)胞，其作用持續(xù)于人的一生，與脂肪移植成活率有密切關(guān)系。脂肪細(xì)胞的增殖分化能力對(duì)體外構(gòu)建脂肪組織起著非常重要的作用，獲取足夠多的組織并使獲得的細(xì)胞有較強(qiáng)的增殖能力，是眾多研究者期待解決的問題。本文擬就影響脂肪細(xì)胞增殖分化的若干因素結(jié)合文獻(xiàn)綜述如下。

1 生長因子類

生長因子是對(duì)體內(nèi)一大類特殊的生物活性物質(zhì)的統(tǒng)稱，它在體內(nèi)分布廣泛，種類多樣，作用復(fù)雜。生長因子屬于多肽類，在與特異性質(zhì)膜結(jié)合后，可啟動(dòng)快速鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，最終導(dǎo)致DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂。它的生物學(xué)作用較為廣泛，參與組織形態(tài)學(xué)變化的調(diào)節(jié)，并對(duì)細(xì)胞分化、遷移及功能活性具有調(diào)節(jié)作用。近年來，生長因子對(duì)前脂肪細(xì)胞分化的調(diào)控作用已被眾多研究成果所證實(shí)。

1．1胰島素樣生長因子：Rinderknecht等首次測定了胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factorl，IGF-1)的氨基酸序列及其與胰島素原的結(jié)構(gòu)同源性，確定了IGF-1為含70個(gè)氨基酸的單鏈蛋白質(zhì)．天然狀態(tài)下含3對(duì)二硫鍵，其分子量為7649kDa，并與胰島素原有明顯的同源性。IGF-1因其能介導(dǎo)生長激素的促生長作用，最初被稱為促生長介素(somatoedin)，后來發(fā)現(xiàn)IGF-1還具有胰島素的促合成代謝活性。于是命名為類胰島素樣生長因子。IGF-1是一種多功能細(xì)胞調(diào)控因子，對(duì)多種組織器官有生物學(xué)作用。IGF-1結(jié)構(gòu)類似胰島素，可以作用于胰島素的全部靶組織(包括脂肪組織)，產(chǎn)牛胰島素樣作用。IGF-1對(duì)前體脂肪細(xì)胞的促進(jìn)糖攝入作用可以通過胰島素受體和IGF-1受體發(fā)揮作用，而其在人脂肪細(xì)胞中的促進(jìn)脂蛋白脂酶(LPL)活性的作用只能通過IGF-1受體起作用，能被IGF-1受體抗體完全阻斷。IGF-1對(duì)脂肪分解的作用與濃度有關(guān)，高濃度的IGF-1能激活胰島素受體，發(fā)揮抑制脂肪分解作用。而低濃度的IGF-1可以促進(jìn)脂肪分解。

IGF-1可以促進(jìn)脂肪細(xì)胞、成肌細(xì)胞、成骨細(xì)胞和其他源自中胚層的細(xì)胞的增殖與分化。在血液中它與特異的結(jié)合蛋白相結(jié)合。IGF-1對(duì)匯合前的前體脂肪細(xì)胞表現(xiàn)為強(qiáng)烈的促進(jìn)增殖作用，甚至比胰島素還強(qiáng)烈。用IGF-1處理鼠棕色脂肪細(xì)胞24h后，S+G₂／M期細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞PCNA水平和24hD-NA合成、胸腺嘧啶核苷結(jié)合都顯著增加，標(biāo)志著細(xì)胞增殖的加強(qiáng)。IGF-1可以提高棕色脂肪細(xì)胞中作為分化標(biāo)志的48h和72h UCP mRNA表達(dá)和蘋果酸酶(malic enzyme，ME)水平。在大鼠、豬、兔原代前體脂肪細(xì)胞培養(yǎng)中均發(fā)現(xiàn)IGF-1有促進(jìn)脂肪合成作用。在大鼠、豬、兔、雞原代前體脂肪細(xì)胞培養(yǎng)中均發(fā)現(xiàn)IGF—1可以促進(jìn)脂肪細(xì)胞的分化。Boone報(bào)道，IGF-1還可以增加前體脂肪細(xì)胞脂質(zhì)沉積，提高充脂細(xì)胞率。而且無論有血清培養(yǎng)還是無血清培養(yǎng)，IGF-1均可以促進(jìn)前體脂肪細(xì)胞的分化。

1．2腫瘤壞死因子α：腫瘤壞死因子α(TNF-α)被證明是一種能調(diào)控脂肪代謝的活性蛋白質(zhì)，自20世紀(jì)70年代以來，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，TNF-α作為一種調(diào)節(jié)機(jī)體能量平衡的反饋因子對(duì)脂肪代謝調(diào)控發(fā)揮重要作用。研究表明，TNF-α對(duì)細(xì)胞的增殖起到較好的調(diào)控作用。在分子水平，有人用“雙信使”學(xué)說解釋TNF-α對(duì)細(xì)胞增殖調(diào)控的機(jī)理。TNF-α生長因子與受體結(jié)合，導(dǎo)致受體的酪氨酸磷酸化，進(jìn)而導(dǎo)致磷酸酰肌醇代謝，引起一系列變化。當(dāng)生長因子-受體結(jié)合物激活了二磷酸肌醇磷脂特異性磷酸酶C，將釋放出兩種產(chǎn)物—1，2雙酰甘油和三磷酸肌醇脂，即“雙信使”。1，2雙酰甘油是磷酸酯和鈣依賴的蛋白激酶C的內(nèi)源性激活劑，三磷酸肌醇的作用表現(xiàn)在調(diào)節(jié)鈣離子的通透性上，導(dǎo)致鈣離子由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放，改變鈣流對(duì)細(xì)胞增殖分化的激活十分重要。TNF-α能顯著抑制脂肪細(xì)胞的分化并使發(fā)育的脂肪細(xì)胞脫脂。TNF-α主要是下調(diào)C／EBPα和PPARγ等成脂因子的表達(dá)而抑制脂肪的生成。

腫瘤壞死因子2A(Tumor Necrosis Factor2A，TNF2A)可通過誘導(dǎo)脂肪消耗，降低脂肪細(xì)胞的基因表達(dá)，減弱脂肪正常的生物學(xué)功能。并可通過活化促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路，抑制培養(yǎng)的373-L1前脂肪細(xì)胞的分化。早期應(yīng)用TNF2A可阻斷前脂肪細(xì)胞的克隆增生并最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，阻斷克隆增生是通過干擾P130ō P 107轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)抑制培養(yǎng)的373-L1前脂肪細(xì)胞的分化。

腫瘤壞死因子具有多種作用，包括誘導(dǎo)胰島素抗性、誘導(dǎo)瘦素(leptin)產(chǎn)生、促進(jìn)脂解、抑制脂合成、導(dǎo)致脂肪細(xì)胞正常形態(tài)喪失、阻止體外培養(yǎng)的前體脂肪細(xì)胞的分化等，這些作用均趨向于降低脂肪細(xì)胞的數(shù)量和體積，因而7NF具有限制脂肪增長的作用。f310培養(yǎng)中的TA1脂肪細(xì)胞用TNF-α處理后，失去細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的脂滴，數(shù)天后形似前體脂肪細(xì)胞，加入TNF-α幾小時(shí)后脂肪生成時(shí)增多的mRNA退到分化前水平，若要再積聚脂肪則需要外加入激素予以刺激，蛋白質(zhì)合成亦退到前脂肪細(xì)胞水平，以上作用均不伴有細(xì)胞增殖。TNF-α可以減少如LPL和乙酞輔酶A梭化酶(acetyl-coenzyme A car-boxylase)等對(duì)脂肪生成必需的關(guān)鍵酶的合成或降低酶的活力，或通過抑制GLUT4的表達(dá)和／或GLUT4通路的功能而抑制脂肪貯藏。TNF-α對(duì)前體脂肪細(xì)胞的成脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用與C／EBP α和PPAR Y的表達(dá)降低有關(guān)最近的研究表明，腫瘤壞死因子轉(zhuǎn)化酶TACE介導(dǎo)的TNF-1外功能區(qū)脫落抑制3T3-L1細(xì)胞的分化。TACE在脂肪分化方面是主要的蛋白酶。

1．3轉(zhuǎn)化生長因子(Transforming growth factor，TGF)：TGF有TGF-α與TGF-β兩種，作用范圍相當(dāng)廣泛。TGF抑制脂肪細(xì)胞分化可能是通過增加ECM成分的合成來完成的。

TGF-α抑制3T3 F442A和鼠的前脂肪細(xì)胞分化，過量表達(dá)TGF-α的轉(zhuǎn)基因鼠的體脂減少50％。近年來發(fā)現(xiàn)TGF-β對(duì)細(xì)胞的生長、分化都有重要的調(diào)節(jié)作用，TGF-β₁、TGF-β₂和TGF-β₃功能相似，一般來說，TGF-β對(duì)間充質(zhì)起源的細(xì)胞起刺激作用．而對(duì)上皮或神經(jīng)外胚層來源的細(xì)胞起抑制作用。TGF-β對(duì)前脂肪細(xì)胞的促增殖作用機(jī)理尚不清楚，但已有研究表明TGF-β通過抑制前脂肪細(xì)胞的肥大生長和脂質(zhì)填充來抑制原代培養(yǎng)的或者細(xì)胞系的前脂肪細(xì)胞的分化。在一些前脂肪細(xì)胞系中TGF-β必須在分化前或者分化時(shí)添加，一旦分化之后，細(xì)胞對(duì)于GF-β反應(yīng)降低，不能恢復(fù)到未分化狀態(tài)。但是在另外一些細(xì)胞中，TGF-β可以改變脂肪細(xì)胞的形態(tài)，或者降低已分化細(xì)胞的分化標(biāo)記基因的表達(dá)。TGF-β也可以在體內(nèi)阻止脂肪形成，高水平表達(dá)TGF-β₁的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物蛋白脂(WAT)和棕脂(BA7)都顯著減少，并且脂肪細(xì)胞不能成功分化。雖然TGF-β抑制脂肪細(xì)胞分化，但在培養(yǎng)的脂肪細(xì)胞中和活體脂肪組織中均能表達(dá)TGF-β，而且肥胖個(gè)體體內(nèi)TGF-β還相對(duì)較高。

1．4表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)：EGF是一類重要的生長因子，它是由50～60個(gè)氨基酸分子組成的肽鏈，鏈中含有6個(gè)半胱氨酸分子．半胱氨酸分子間形成穩(wěn)定的雙硫鍵，使整條肽鏈成為3個(gè)環(huán)聯(lián)部分的活性物質(zhì)。EGF是通過與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合而發(fā)揮作用的。除了造血系統(tǒng)的細(xì)胞。幾乎所有組織中都有EGF受體表達(dá)。當(dāng)EGF與受體的結(jié)合區(qū)域結(jié)合發(fā)生構(gòu)型變化，胞質(zhì)內(nèi)效應(yīng)部位具有酪氨酸激酶活性，和ATP磷酸化底物結(jié)合部位時(shí)，在EGF的作用下，受體本身能使酪氨酸自動(dòng)磷酸化，引起細(xì)胞內(nèi)三磷酸肌醇和二酯酰甘增多，作為第二信使可使細(xì)胞內(nèi)游離Ca²⁺增多，激活蛋白激酶C和環(huán)腺苷酶，改變細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞分化、分裂和增殖。

EGF主要存在于動(dòng)物的尿液、乳汁及汗腺中，具有很強(qiáng)的促分裂作用。EGF可以活化CD2K(絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶)，通過CD2K的作用使細(xì)胞提前進(jìn)入S期，使細(xì)胞由靜止期進(jìn)入增殖期，促進(jìn)cDNA復(fù)制，推進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程，使分裂加快、細(xì)胞周期縮短。多項(xiàng)研究均表明EGF可以促進(jìn)前脂肪細(xì)胞增殖。EGF對(duì)前脂肪細(xì)胞分化的影響，各家眾說紛紜。給新生小鼠皮下注射EGF會(huì)大量減少脂肪層的重量，說明皮下注射EGF推遲了前脂肪細(xì)胞的分化。然而，EGF對(duì)在無血清培養(yǎng)下的3T3 L1前脂肪細(xì)胞的分化卻有促進(jìn)作用。1991年，Serrero報(bào)道NBR新生鼠皮下注射EGF后脂肪墊減少了50％，前脂肪細(xì)胞的數(shù)量增加，培養(yǎng)時(shí)對(duì)EGF的抑制作用更加敏感；1992年，Butterwith發(fā)現(xiàn)EGF對(duì)雞前體脂肪細(xì)胞分化具有抑制作用；ob／ob小鼠體內(nèi)脂肪組織EGF低于同窩小鼠；還有關(guān)于小鼠、人的研究發(fā)現(xiàn)EGF對(duì)前脂肪細(xì)胞分化具有抑制作用。Boone用豬前脂肪細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，EGF可以使LPL、MAE及GPDH等脂肪細(xì)胞標(biāo)志酶活性上升；向分化程序第4天3T3-L1脂肪細(xì)胞添加0．1～1 nM EGF10天，可以顯著加強(qiáng)乙酞輔酶A合成酶(acyl—Co A synthetase)和脂蛋白脂酶(Lipoprotein lipase，LPL)mRNA表達(dá)水平，而這兩種酶都是脂肪細(xì)胞TG合成的限速酶。1990年，Schmidt在培養(yǎng)基中加入EGF支持前脂肪細(xì)胞的分化，結(jié)果表明EGF具有矛盾的兩階段作用：抑制前體脂肪細(xì)胞分化，促進(jìn)已經(jīng)開始分化脂肪細(xì)胞的脂肪生成，即促進(jìn)了該細(xì)胞的分化。這使得EGF對(duì)前脂肪細(xì)胞作用有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究。

1．5成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)：近年來的研究表明bFGF生物學(xué)作用極其廣泛，能夠刺激靶細(xì)胞產(chǎn)生生物效應(yīng)的多肽或蛋白，是中胚層和神經(jīng)外胚層細(xì)胞的生長刺激劑，可調(diào)節(jié)其來源細(xì)胞的生長和分化。FGF存在兩種受體：一類為高親和力受體，屬酪氨酸蛋白激酶類受體：另一類為低親和力受體，即肝素類受體。FGF的受體后信息通過酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。FGF與高親和力受體結(jié)合成二聚體，使受體的胞內(nèi)酪氨酸激酶區(qū)構(gòu)象發(fā)生改變，激活了它的激酶活性。激活了的受體與細(xì)胞核中組蛋白作用，使組蛋白磷酸化，組蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，組蛋白八聚體結(jié)構(gòu)解散，DNA的復(fù)制和一些特定基因的轉(zhuǎn)錄開始，細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂直至細(xì)胞增殖。

FGF也抑制前脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，這是一種直接抑制作用，而不是通過持續(xù)的促分裂作用來間接抑制的。在1 ng/mL濃度時(shí)，F(xiàn)GF抑制TA1前體脂肪細(xì)胞的早期標(biāo)志物表達(dá)而不引起細(xì)胞的增殖，在10ng/mL濃度時(shí)，甚至可以逆轉(zhuǎn)成熟脂肪細(xì)胞為前脂肪細(xì)胞。但也有人報(bào)道一種加入10ng/mL FGF的合成培養(yǎng)基，能夠支持大鼠的前脂肪細(xì)胞的增殖和分化。

1．6前脂肪細(xì)胞因子-1(Pref-1)：Pref-1是含有EGFR的一種跨膜蛋白，在細(xì)胞外區(qū)域含6個(gè)EGF樣結(jié)構(gòu)序列，可形成可溶性的活性因子，通過抑制p42／p44 MAPK通路，阻斷IGFR的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制前脂肪細(xì)胞的早期分化，以膜結(jié)合或蛋白水解的可溶性的形式存在，大量表達(dá)于前脂肪細(xì)胞，而在成熟的脂肪細(xì)胞中缺如，它與前脂肪細(xì)胞未分化狀態(tài)有關(guān)。過表達(dá)Pref-1能抑制Cb EBP2A和PPAR2r的表達(dá)從而強(qiáng)有力的抑制脂肪細(xì)胞的分化，Pref-1在373-L1細(xì)胞上過度表達(dá)Pref-1可抑制C／EBPa和PPARγ的表達(dá)，從而抑制分化。Pref-1的膜外成分已被分離命名為FA1(為SOKD的可溶性成分)，對(duì)3T3-L1細(xì)胞的分化有抑制作用，Pref-1的其他成分則無此作用。從前體脂肪細(xì)胞分化起始到形成成熟的脂肪細(xì)胞，Pref-1的表達(dá)量逐漸下降以至于消失，說明Pref-1基因的表達(dá)參與了前脂肪細(xì)胞表型的維持，是目前唯一知道完全負(fù)面調(diào)控前脂肪細(xì)胞分化的基因。

2 對(duì)脂肪細(xì)胞增殖分化有影響作用的其他因素

2．1具有促進(jìn)作用的因素

2．1．1胰島素(insulin)：最早發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)前脂肪細(xì)胞的增殖分化需要胰島素，胰島素可以提高前脂肪細(xì)胞的分化率，胰島素在前脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化中起相當(dāng)重要的作用，它既有本身促進(jìn)脂肪的積聚又有支持其他藥物的脂肪積聚作用。此外它還具有強(qiáng)大的抗細(xì)胞凋亡活性。在1mg(高濃度)胰島素下，3T3-L1前脂肪細(xì)胞形成單層，4天以內(nèi)加入糖皮質(zhì)激素和MIX在12～24天內(nèi)誘發(fā)最大量的脂肪轉(zhuǎn)化：在1ng(低濃度)胰島素下脂肪轉(zhuǎn)化率降低，只有在生長激素(growth hormone，GH)或IGF-I和EGF)加入到培養(yǎng)基后再加入糖皮質(zhì)激素和MIX才能得到最大的轉(zhuǎn)化。

2．1．2前列腺素(PGI)：PG122能強(qiáng)烈促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的增殖和向成熟脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化，前脂肪細(xì)胞上有PGl22受體，成熟脂肪細(xì)胞上有前列腺素E22(Prostaglandin E22，PGE22)受體，PG122與受體結(jié)合升高環(huán)磷腺苷(cyclic adeno sinemonopho sphate，cAMP)及Ca²⁺濃度，從而引起前脂肪細(xì)胞的分化，使前脂肪細(xì)胞呈增生態(tài)。PGE22受體結(jié)合后降低cAMP濃度，穩(wěn)定成熟脂肪細(xì)胞，有抗脂溶的作用，也有使脂肪組織增生肥大的作用。PG121對(duì)兩種受體都能作用，呈現(xiàn)上述兩種作用之和。

2．1．3糖皮質(zhì)激素：多年以來，糖皮質(zhì)激素也被用來誘導(dǎo)前脂肪細(xì)胞和原始脂肪細(xì)胞的分化，最常見的是地塞米松，它通過激活糖皮質(zhì)激素受體而發(fā)揮作用，并減少前脂肪細(xì)胞因子1的表達(dá)，從而誘導(dǎo)前脂肪細(xì)胞的分化。多數(shù)哺乳動(dòng)物前脂肪細(xì)胞的有效分化離不開該激素的作用。

2．1．4油酸：油酸為單不飽和脂肪酸，PPARγ是一種成脂因子，它屬于核激素受體亞族，與核受體家族中大多數(shù)成員一樣，其活性由配體調(diào)節(jié)，它在前脂肪細(xì)胞中不表達(dá)，但在脂肪分化過程中表達(dá)，并先于大多數(shù)脂肪基因的表達(dá)。有研究證實(shí)，油酸能促進(jìn)脂肪細(xì)胞PPARγ、C／EBPα及脂蛋白脂酶(LPL)mRNA的表達(dá)，表明油酸可作為脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)分化的促進(jìn)劑。研究發(fā)現(xiàn)，油酸刺激SW872前脂肪細(xì)胞可使PPAR2γ2與C／EBP2αmRNA表達(dá)升高，并且隨著誘導(dǎo)分化時(shí)間延長，兩者表達(dá)進(jìn)一步增加，均在誘導(dǎo)分化72 h時(shí)表達(dá)最高，分別是誘導(dǎo)分化前的14．15倍和14．82倍，此時(shí)SW872前脂肪細(xì)胞達(dá)到最好分化效果。研究結(jié)果表明，0．6 mmol／L油酸刺激72h，能成功地將SW872前脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)分化為典型成熟脂肪細(xì)胞，且具有誘導(dǎo)分化因子單一、分化時(shí)間短、分化率高等優(yōu)點(diǎn)。

2．1．5環(huán)磷腺苷(cyclic adeno sinemonopho sphate，cAMP)：cAMP早期的研究表現(xiàn)在培養(yǎng)的前脂肪細(xì)胞株中加入磷酸二脂酶抑制劑MIX可增強(qiáng)分化，并且合成的cAMP擬似劑可代替MIX的作用。聯(lián)合應(yīng)用cAMP、胰島素和DEX可能產(chǎn)生最大的分化作用。MIX還能升高CO EBPB的水平并誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子CREB的表達(dá)，CREB對(duì)373-L1細(xì)胞的脂肪形成是必須而充分的條件。SP1是介導(dǎo)抑制啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄因子，MIX和cAMP可減少SP1水平，從而增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的分化。

2．2具有抑制作用的因素

2．2．1 Cb EBP未分化蛋白(CUP)：CUP亦稱為轉(zhuǎn)錄因子AP22A，是在分析CbEBP2A基因啟動(dòng)子的抑制元件時(shí)發(fā)現(xiàn)的。CUPOAP2A在前脂肪細(xì)胞中高表達(dá)并特異性作用于CbEBP2A啟動(dòng)子的CUP位點(diǎn)74，分化刺激使CUPO3AP22A蛋白水平下降，并激活與DNA的結(jié)合導(dǎo)致CO EBP2A表達(dá)增加，從而抑制前脂肪細(xì)胞的分化。

2．2．2維甲酸(Retinotic Acid，RA)：RA也是一種脂肪細(xì)胞分化的抑制劑，在它存在的情況下，維甲酸受體(RAR)直接抑制了CO EBP2B的活性。已知RAR和PPAR r一樣都以RXR二聚體的模式存在，當(dāng)有維甲酸存在時(shí)，RXR2RAR二聚體比RXR2PPARr二聚體更易形成，因此阻斷了PPARr的作用。

2．2．3其他因素：二十二碳六烯酸，DHA對(duì)脂肪細(xì)胞增殖分化有一定抑制作用，高劑量DHA(160μmolPL)可顯著減少細(xì)胞內(nèi)脂肪的合成、抑制脂肪細(xì)胞分化，PPARγ2 mRNA表達(dá)量的下降可能是DHA抑制細(xì)胞分化的部分原因。內(nèi)皮素21、干擾素2r(INF2r)、白介素21B(IL-21B)等對(duì)前脂肪細(xì)胞的增殖和分化均有抑制作用。

2．3具有雙重作用的因素：全反式維甲酸(all trans Retinoic Acid，ATRA)對(duì)前脂肪細(xì)胞的分化具有雙重作用。ATRA是維生素A在機(jī)體內(nèi)的氧化代謝產(chǎn)物，是一種脂溶性小分子，能夠與細(xì)胞核上的兩種受體維甲酸受體(Retinoic Acid Receptor，RAR)和維甲酸X受體(RetinoidX Receptor，RXR)結(jié)合，發(fā)揮其生物學(xué)作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化與凋亡。但是，ATRA對(duì)前脂肪細(xì)胞增殖與分化的影響不同試驗(yàn)得到的結(jié)果卻不相同，有些結(jié)果甚至完全相反。Kamei等證明ATRA能夠抑制前脂肪細(xì)胞分化，其抑制效果與A7RA的加入時(shí)間和處理時(shí)間有關(guān)。但Sofonova等卻發(fā)現(xiàn)ATRA能夠促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的增殖與分化。提示可能其對(duì)前脂肪細(xì)胞有雙重作用。

低濃度的ATRA促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的增殖，高濃度的ATRA抑制前脂肪細(xì)胞的增殖，國內(nèi)陳國柱等用MTT法檢測結(jié)果表明，在整個(gè)大鼠脂肪細(xì)胞培養(yǎng)過程中10^-4mol／L ATRA顯著抑制前脂肪細(xì)胞的增殖。朱曉海等也發(fā)現(xiàn)2．5×10^-5～2×10^-4 mol／L的維生素A能夠抑制前脂肪細(xì)胞的增殖，其中2×10^-4mol／L的維生素A幾乎能夠完全抑制前脂肪細(xì)胞的增殖。10^-5和10^-6mol／L ATRA在處理4天后。才顯著抑制前體脂肪細(xì)胞的增殖。Stone等也發(fā)現(xiàn)用10^-6mol/L ATRA處理3 T32L1前脂肪細(xì)胞2天，細(xì)胞的增殖沒有受到影響，不同濃度的ATRA對(duì)前脂肪細(xì)胞的增殖具有相反的作用，其原因可能是高濃度(10^-6～10^-4mol／L)的ATRA對(duì)細(xì)胞的生長具有毒副作用。從而抑制其增殖：而低濃度(10^-8～10^-7mol／L)的ATRA與ATRA生理濃度(10^-10～10^-8mol／L)接近，能夠起到促生長激素的作用，從而促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的增殖。研究發(fā)現(xiàn)，10^-4mol／L、10^-5mol/ L和10^-6mol/L ATRA抑制大鼠前脂肪細(xì)胞的分化，而10^-7mol／L 和10^-8mol／L ATRA則促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的分化。前脂肪細(xì)胞的分化是一系列脂肪細(xì)胞分化標(biāo)志基因順次表達(dá)的過程，主要受一系列轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控，其中過氧化物增殖體激活受體γ(peroxisome proliferators 2acti-vated receptorγ PPARγ)和CAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(CCAA T／enhancer binding pro2teineα C／EBPα)在前脂肪細(xì)胞的分化過程中具有重要調(diào)控作用。Xue等發(fā)現(xiàn)，ATRA能夠與RAR結(jié)合，通過抑制PPARγ和C／EBPα的表達(dá)來抑制前脂肪細(xì)胞的分化。因此，ATRA對(duì)前脂肪細(xì)胞分化的影響可能與ATRA對(duì)PPARγ和C／EBPα表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。PPARγ、RAR和RXR都位于細(xì)胞核上，屬于維甲酸／甾體激素／甲狀腺素核受體超家族。ATRA對(duì)前脂肪細(xì)胞分化的影響與PPARγ、RAR和RXR三者之間的平衡有關(guān)。高濃度(10^-6～10^-4mol／L)的ATRA可能是通過促進(jìn)RAR／RXR的形成，抑制PPARγ／RXR的形成，從而抑制前脂肪細(xì)胞的分化；而低濃度(10^-8～10^-7mol／L)的ATRA可能有助于PPARγ／RXR的形成，從而促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的分化。

3 其他因素

對(duì)其他因素的研究也是剛剛起步。例如丁酸鈉可在3T3前脂肪細(xì)胞亞單層時(shí)抑制其快速增殖，使其達(dá)到“生長停頓”狀態(tài)而促進(jìn)其向脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。百日咳毒素可增強(qiáng)由地塞米松+胰島素+M IX誘導(dǎo)的鼠的前脂肪細(xì)胞的分化。GH能誘導(dǎo)多種體外培養(yǎng)的前脂肪細(xì)胞株的分化，但對(duì)培養(yǎng)的原代前脂肪細(xì)胞不但無效反而有抑制分化的作用。另外，甲狀腺素等都在體外影響了脂肪的形成，還有報(bào)道中國傳統(tǒng)中藥地黃中得到的粗提取物TCM具有抑制脂肪細(xì)胞分化的作用，其抑制環(huán)節(jié)可能在轉(zhuǎn)錄水平起作用，還有一些維生素、脂肪酸、膠原纖維、血清中的一些成分等對(duì)脂肪細(xì)胞的增殖與分化均有影響。

總之，由于脂肪細(xì)胞間質(zhì)較少而較易遭受損傷，在眾多的自體移植材料中效果最不穩(wěn)定，存在吸收率高達(dá)50％的問題，如何提高脂肪細(xì)胞的增殖及分化能力，使其達(dá)到臨床應(yīng)用要求是整形外科中的一個(gè)重大課題。因此前脂肪細(xì)胞的體外培養(yǎng)及理論的發(fā)展有助于闡明移植過程中各種處理因素對(duì)移植細(xì)胞活力及長期存活的影響，從而指導(dǎo)我們選擇適當(dāng)?shù)奶幚泶胧┮岳谥镜囊浦病Ａ硗?，?dāng)前培育多能干細(xì)胞并誘導(dǎo)其定向分化為脂肪組織是脂肪組織工程的研究課題。而研究如何提高細(xì)胞的分化增殖能力誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化和提取脂肪前細(xì)胞并將其應(yīng)用于缺損的自體組織修復(fù)，便成為一個(gè)脂肪組織工程學(xué)中的核心問題，雖然對(duì)多能干細(xì)胞脂肪細(xì)胞分化增殖的機(jī)理和調(diào)控方式還尚未闡明，但隨著對(duì)前脂肪細(xì)胞分化及增殖影響因素的進(jìn)一步研究必然使前脂肪細(xì)胞分化的機(jī)理及調(diào)控更加清晰，從而給脂肪細(xì)胞工程學(xué)的研究帶來新的啟示。

編輯／李陽利

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