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自体脂肪移植在临床有着很好的应用前景,常用来修复软组织缺损,可应用于半侧颜面萎缩、隆胸、面部年轻化、鼻唇沟填充、隆颞、隆鼻、隆唇、隆颏等。自体脂肪移植有许多优点,比如来源充足、取材简单、相对便宜、无免疫排斥反应,以及没有假体和异基因填充材料的副反应及潜在风险等。但是,脂肪移植术后的低成活率及多种并发症一直困扰着临床医生,如钙化、坏死、硬化结节和液化囊肿等,成为制约自体脂肪移植临床广泛开展的瓶颈。关于移植脂肪的吸收率,不同文献中报道不一,从20%-90%不等,如何提高移植脂肪组织的成活率及成活质量,是目前国内外脂肪移植研究的关键性问题。而关于脂肪移植后移植脂肪组织的转归,及血运重建的方式这些基本问题尚未明确,因为缺乏移植脂肪成活的最直接证据,目前国际上还存在较大争议,大致有三种学说:宿主替代学说、脂肪细胞成活学说、ASCs替代学说,这些问题值得深入探讨和明确。目前认为,干细胞治疗在脂肪移植中可以起重要的作用,尤其是脂肪来源干细胞(adipose-derived stem/stromal cells,ASCs)及基质血管成分(stromalvascular fraction, SVF),被多个研究小组证实能够有效促进移植脂肪成活,而其他的干细胞如骨髓间充质干细胞(bone marrow-derivedmesenchymal stem cells, BMSCs)是否也有相同的作用,目前仍未见报道。对于临床应用来说,干细胞如果不用体外扩增培养,直接分离后即与脂肪混合应用更容易操作,可行性强,但是ASCs和BMSCs的直接分离得到的细胞与培养后的细胞治疗效果是否存在差异也值得进一步的探讨。为解决这些问题,我们进行了以下的研究,这些研究将为临床脂肪移植的干细胞治疗提供依据。实验一C57BL/6-gfp和C57BL/6小鼠脂肪互换移植目的:证实移植脂肪是否可以在受区部分成活,明确其供应血管的来源。方法:手术切取C57BL/6-gfp(GFP)小鼠和C57BL/6(B6)小鼠腹股沟脂肪,剪碎制备成脂肪颗粒,注射到配对的小鼠背部,每只小鼠沿背部脊柱两侧共有两个注射位点,0.2ml/点(0.195g/点)。术后3d,7d,2w,4w,2m,3m,4m时取材称重、固定行HE染色观察移植脂肪成熟及改建情况,4m时行CD34免疫组化观察血管新生情况,并计算新生血管密度,行α-SMA组化染色观察血管来源。结果:4月时GFP和B6小鼠背部移植脂肪成活量分别为52.3%,50.08%,每个时间点取材移植脂肪成活量之间比较无统计学差异。组织学评价显示,不同时间点移植脂肪组织由炎症、血管新生、组织改建到结构成熟的生理过程。CD34免疫组化染色显示GFP和B6小鼠的移植脂肪血管密度分别为31.3±3.9个/mm2,29.6±3.2个/mm2,二者没有统计学差异。α-SMA染色显示4月时来源于GFP的脂肪移植后有红色的血管长出来,而B6小鼠的脂肪移植后也有红色的血管长出来,但荧光显微镜下却不显示绿色。结论:脂肪移植是可行的,移植的脂肪能够部分成活,新生血管来源于受区,如果移植脂肪吸收的问题能得到解决,脂肪移植应用将更广泛。实验二比较人与家兔ASCs体外培养特性目的:探讨在相同培养条件下,人与家兔ASCs体外培养特性的异同。方法:体外分离人腹部取皮植皮术来源的ASCs(humanASCs, hASCs)、家兔背部皮下脂肪来源的ASCs(rabbit ASCs, rASCs),体外培养并传代,观察各自生长形态,取第3代ASCs比较二者生长及增殖能力、表面CD分子鉴定、成脂和成骨分化能力。结果:人和家兔的皮下脂肪均能在体外分离出贴壁生长呈长梭形的细胞;按生长融合达90%以上为传代标准,hASCs一般6-8天可传代,rASCs则需要4-5天传代;MTT结果显示rASCs在第4天达到生长高峰,而hASCs则在第6天达到生长高峰;表面标记分子流式鉴定均显示CD29+CD31-;在同样的诱导条件下,hASCs能诱导成脂成骨,而rASCs能更快诱导成脂,但成骨诱导结果较差。结论:体外分离培养的hASCs和rASCs均具有干细胞的培养特性;与hASCs相比,rASCs具有更强的生长增殖和诱导成脂能力,但诱导成骨能力较差,家兔是做脂肪移植研究实验动物不错的选择。实验三ASCs和BMSCs促进移植脂肪成活的对比研究目的:比较ASCs、SVF、BMSCs和BM对移植脂肪成活的促进作用。方法:用手术方法切取家兔腹股沟脂肪,手术抽取胫骨骨髓,分别进行ASCs和BMSCs体外分离培养、大量扩增;取第3代ASCs,BMSCs分别进行成脂、成骨诱导和流式鉴定;制备SVF和全骨髓,进行流式鉴定;脂肪移植裸鼠实验分为5组:ASCs、SVF、BMSCs、BM和空白对照DMEM/F12组,每组4只裸鼠,沿背部脊柱两侧各两点,每组共16个注射移植位点,每点0.3mlAG+0.2ml细胞成分;术后4m时取材称重、固定行HE染色观察移植脂肪组织结构,行CD31免疫组化染色观察新生血管及其密度。结果:家兔ASCs和BMSCs体外分离培养成功,为贴壁生长,第3代细胞形态均呈长梭形。二者成脂诱导实验均能形成大量脂滴,成骨诱导实验均能形成钙盐沉积。流式鉴定显示ASCs组CD29:96.2%,CD31:3.8%;SVF组CD29:17.0%,CD31:1.3%;BMSCs组CD29:45.0%,CD31:1.6%;BM组CD29:24.6%,CD31:1.8%。ASCs、SVF、BMSCs、BM和空白对照组各组移植脂肪成活量分别为0.1798±0.0033g,0.2096±0.0024g,0.1761±0.0014g,0.2052±0.0015g,0.1350±0.0020g,组间差异均有统计学意义。HE染色显示SVF组和BM组移植脂肪成活较好,组织结构完整,脂滴大小均一,可见脂肪组织中间有丰富的血管存在;ASCs组和BMSCs组移植脂肪成活尚可,组织结构尚完整,脂滴大小一般均一,可见脂肪组织中有结缔组织纤维间隔和新生血管形成;空白对照组结缔组织纤维间隔明显增多,脂滴大小不一,有少量较大空泡形成。各组移植的脂肪血管密度分别29.3±1.6条/mm~2,32.6±2.1条/mm~2,27.2±1.3条/mm~2,30.4±1.5条/mm~2,23.3±1.9条/mm~2,两两之间比较有统计学意义。结论:(1)体外分离培养的ASCs与BMSCs均为间充质干细胞,具备干细胞表面标记和多向分化能力;(2)SVF能促进移植脂肪成活;(3)BM对移植脂肪成活也有很好的促进作用;(4)间充质干细胞,包括ASCs和BMSCs,都能促进移植脂肪成活;(5)新鲜的干细胞成分比体外扩增的干细胞能更好的促进移植脂肪成活。