脂肪干細(xì)胞“旁分泌”，抗衰老大有可為

劉曉東

自2001年Zuk等人首次從脂肪組織中分離、提取出脂肪干細(xì)胞（ADSCs）并命名以來，ADSCs因來源廣泛、取材方便、組織損傷小、擴(kuò)增迅速等優(yōu)點(diǎn)，已成為細(xì)胞治療和組織工程應(yīng)用中的理想工具。眾多研究發(fā)現(xiàn)，ADSCs在體內(nèi)損傷修復(fù)、抗衰老等方面均可發(fā)揮較為顯著的作用；其生物學(xué)作用的實(shí)現(xiàn)，一部分通過多向分化能力，ADSCs可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱等多種細(xì)胞，補(bǔ)充替代老化、缺損的組織細(xì)胞；另一部分通過旁分泌功能（編者注：系激素傳遞的一種方式。由于某些內(nèi)分泌細(xì)胞與相鄰細(xì)胞間存在著某種特殊的緊密連接，內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素不能直接進(jìn)入血液循環(huán)，只能通過彌漫作用于鄰接細(xì)胞，從而在激素的產(chǎn)生部位局部發(fā)揮作用，這種傳遞激素的分泌方式叫旁分泌。如胃黏膜某些細(xì)胞分泌的組織胺，即以旁分泌的方式作用于鄰近的壁細(xì)胞，調(diào)節(jié)壁細(xì)胞的泌酸活動(dòng)），ADSCs可合成及分泌多種細(xì)胞因子、多肽類、氣體分子等活性成分，提高受損細(xì)胞的生命力和抗凋亡能力。但有觀點(diǎn)認(rèn)為，ADSCs在一些組織損傷的治療過程中主要依賴旁分泌功能的作用，其多向分化能力的作用實(shí)際效果非常有限。

ADSCs可分泌多種生長因子，如表皮生長因子、血小板衍生生長因子、血管內(nèi)皮生長因子、成纖維生長因子、胰島素樣生長因子等，以及膠原蛋白（Ⅰ型、Ⅲ型）和纖維粘連蛋白。除此之外，ADSCs還可分泌炎性因子。研究人員在ADSCs條件培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)27種細(xì)胞因子，除了9種生長因子還含有18種炎性相關(guān)因子，包括8種促炎性因子、4種抗炎性因子以及6種趨化因子。

這些細(xì)胞因子按功能可分為5類：1.免疫調(diào)節(jié)作用，如轉(zhuǎn)化生長因子β、肝細(xì)胞生長因子、白細(xì)胞介素6、前列腺素E2；2.血管形成作用，有血管內(nèi)皮生長因子、肝細(xì)胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子β2、成纖維細(xì)胞生長因子2、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子；3.中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生作用，胰島素樣生長因子1、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)生長因子、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子；4.造血支持作用，如肝細(xì)胞生長因子、粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、腫瘤壞死因子α，以及白細(xì)胞介素6、7、8、11；5.其他如脂聯(lián)素、血管緊張素、組織蛋白酶D、視黃醇結(jié)合蛋白、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1等。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，ADSCs還可分泌直徑20～1000nm脂質(zhì)雙層膜包裹結(jié)構(gòu)的亞細(xì)胞顆粒，被稱為胞外囊泡。胞外囊泡可從干細(xì)胞等多種類型細(xì)胞中釋放，也可被多種細(xì)胞攝入，含有與母細(xì)胞相似的生物活性物質(zhì)，包括RNA、DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)及完整的細(xì)胞器如線粒體等。微囊泡可參與調(diào)控機(jī)體正常生理功能和異常病理過程，被認(rèn)為是細(xì)胞之間通訊的新機(jī)制。

多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ADSCs分泌的多種細(xì)胞因子具有增強(qiáng)細(xì)胞增殖和遷移能力，促血管形成及抗細(xì)胞凋亡等作用，可促進(jìn)組織功能恢復(fù)正常，減少損害，在抗衰老領(lǐng)域有較為顯著的效果。

抗皮膚衰老 皮膚衰老主要表現(xiàn)為皮膚松弛、失去彈性、皺紋增多及加深等。其內(nèi)在機(jī)制是成纖維細(xì)胞衰老、受損，數(shù)量減少、合成功能下降及異常，導(dǎo)致膠原蛋白含量減少，彈性蛋白變性，最終真皮厚度變薄，皮膚老化。其中，紫外線照射引起的光老化是導(dǎo)致皮膚衰老的最主要外因。

研究表明，ADSCs所分泌的胰島素樣生長因子、表皮生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子β、白細(xì)胞介素1和腫瘤壞死因子α，可改善中波紫外線引起的皮膚成纖維細(xì)胞損傷，加強(qiáng)成纖維細(xì)胞增殖及合成膠原蛋白的能力，其中轉(zhuǎn)化生長因子β在體外實(shí)驗(yàn)中刺激成纖維細(xì)胞的作用最強(qiáng)。將ADSCs用于光老化裸鼠模型時(shí)，可觀察到注射ADSCs部位真皮層厚度和成纖維細(xì)胞數(shù)量顯著增加，成纖維細(xì)胞合成膠原蛋白增多，真皮血管生成增加，中波紫外線照射導(dǎo)致的皮膚老化外觀明顯改善。研究人員將ADSCs條件培養(yǎng)基應(yīng)用于患者面部皮膚除皺，注射治療后2個(gè)月觀察到顯著的皮膚質(zhì)地改善、真皮厚度增加及皺紋淡化。此外，相關(guān)人員對手術(shù)聯(lián)合ADSCs注射進(jìn)行面部年輕化治療的患者進(jìn)行隨訪，發(fā)現(xiàn)接受聯(lián)合治療患者的皮膚較單純手術(shù)治療的更好。

皮膚美白 “白皙肌膚”是女性長期以來所追崇的美容標(biāo)準(zhǔn)之一，但隨著年齡的增長，色素沉著逐漸積累，使膚色漸漸變暗。皮膚黑色素是由位于表皮基底層的黑素細(xì)胞合成的，當(dāng)黑色素細(xì)胞受到外界刺激時(shí)（如紫外線、化學(xué)刺激、情緒壓力等），它們會(huì)產(chǎn)生黑色素，導(dǎo)致皮膚顏色變深。酪氨酸是黑色素產(chǎn)生的主要成分，酪氨酸酶是酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏剡^程中的主要限速酶。

ADSCs分泌的轉(zhuǎn)化生長因子β1可通過下調(diào)酪氨酸酶活性減少酪氨酸酶相關(guān)蛋白的表達(dá)，最終抑制黑色素的合成，起到美白皮膚作用。研究人員將ADSCs懸液皮下注射到小鼠耳背部，并用紫外線照射2天。組織切片觀察顯示，實(shí)驗(yàn)組比對照組皮膚黑色素合成沉著減少、黑色素細(xì)胞數(shù)量更少、酪氨酸酶活性和黑色素含量更低。其他研究人員在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也有類似的結(jié)果。這些研究表明，ADSCs具有抗黑色素生成、美白皮膚的作用。

輔助脂肪移植 隨著年齡的增長，人體面部皮下組織萎縮，皮膚體積支撐減少，會(huì)產(chǎn)生皺紋，使人看起來更老、更憔悴。在ADSCs輔助脂肪移植技術(shù)出現(xiàn)前，臨床上依靠單純移植顆粒脂肪進(jìn)行軟組織填充。脂肪組織移植后48小時(shí)才會(huì)出現(xiàn)血管再生，這種血液供應(yīng)建立的延遲會(huì)導(dǎo)致局部組織缺氧，脂肪細(xì)胞壞死、液化吸收，脂肪囊形成和脂肪存活率低等。

研究表明，與普通移植脂肪組織相比，ADSCs對缺氧的耐受性更強(qiáng)。在缺氧環(huán)境下，ADSCs可聚集于血管周圍，分泌釋放堿性成纖維細(xì)胞生長因子、肝細(xì)胞生長因子、血管內(nèi)皮生長因子、胰島素樣生長因子1等多種血管生成相關(guān)因子，促進(jìn)脂肪組織的血管再生，提高脂肪細(xì)胞抗缺氧的能力并抑制其凋亡。利用ADSCs這一旁分泌能力，研究人員提出使用自體ADSCs輔助脂肪移植技術(shù)，這一技術(shù)為脂肪移植提供了一種更為有效可靠的方法。

促進(jìn)毛發(fā)生長 毛發(fā)生長周期可分為生長期、退行期及休止期，在正常情況下，成人至少有80%的頭皮毛囊處于生長期。當(dāng)毛囊因衰老、內(nèi)分泌失調(diào)、精神失常等從生長期提前進(jìn)入休止期后，會(huì)提早進(jìn)入假死狀態(tài)導(dǎo)致脫發(fā)。

ADSCs分泌的大量生長因子如胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（IGFBP-1、IGFBP-2）、巨噬細(xì)胞集落刺激因子、血小板衍生生長因子等可刺激毛囊生長，調(diào)節(jié)毛發(fā)周期，使更多毛囊進(jìn)入生長期，從而促進(jìn)毛發(fā)的再生。據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察，ADSC-CM 的皮內(nèi)注射和局部應(yīng)用都有助于毛發(fā)再生。此前，相關(guān)研究人員對20名脫發(fā)患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)，將ADSC-CM進(jìn)行頭皮內(nèi)注射，經(jīng)過5個(gè)月的治療患者頭發(fā)的密度和數(shù)量顯著增加。

總之，ADSCs旁分泌功能自發(fā)現(xiàn)以來，大量探索性實(shí)驗(yàn)均證實(shí)其具有抑制細(xì)胞老化、修復(fù)細(xì)胞損傷，促進(jìn)細(xì)胞再生等多種抗衰老的生物學(xué)活性，并且ADSCs具有取材容易、組織損傷小、體內(nèi)儲(chǔ)備量大，同時(shí)能夠在體外穩(wěn)定增殖等優(yōu)點(diǎn)，使其成為抗衰老領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。不過，ADSCs的提取方式尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可能影響最終獲得的ADSCs的質(zhì)量和數(shù)量；而ADSCs進(jìn)入體內(nèi)后能否維持旁分泌功能，其所分泌的細(xì)胞因子種類和濃度如何按需調(diào)控等，這些問題仍需要相關(guān)人員在之后的研究中進(jìn)一步明確和解決。