人脂肪干细胞的生物学特性及分化研究

目的 研究从人脂肪组织中获取人脂肪干细胞（hADSCs）的方法,并观察其形态特点、生物学特性、多谱系细胞分化的特点及间充质来源细胞表面相关标志的表达,探讨脂肪干细胞作为组织工程种子细胞的临床应用前景。方法 应用Ⅰ型胶原酶消化分离人脂肪组织,分时间段收集细胞并进行体外培养;采用流式细胞仪检测CD29、CD34、CD44、CD45、CD105等间充质来源细胞表面相关标志抗原的表达;利用成脂、成骨及成软骨诱导培养基对hADSCs进行定向分化诱导,观察细胞随诱导时间延长形态的变化,分别于诱导第11、14、21天进行油红O染色、茜素红染色及阿尔新蓝染色;采用Cell Counting Kit-8（CCK-8）细胞增殖检测试剂盒检测hADSCs的增殖功能。结果 ①原代培养的hADSCs接种48 h后大部分细胞贴壁,为多角形的单层细胞;第3代细胞分裂增殖旺盛,细胞细长且排列规律;第8~9代后细胞形态不规则,胞内颗粒明显增多。②第3代hADSCs的表面抗原标记结果:CD29、CD44、CD105阳性表达,阳性率分别为98.89%、93.73%、86.99%;CD34、CD45阴性表达,阳性率分别为0.16%、0.11%。③hADSCs成脂诱导第11天、成骨诱导第14天、成软骨诱导第21天时细胞分化达到高峰,油红O染色、茜素红染色、阿尔新蓝染色均为阳性;④第4、5、6代（P4、P5、P6）hADSCs随培养时间的延长,均呈增长趋势,细胞平均从第24 h开始进入指数增长期,三代之间细胞增殖功能比较: P4＞P5,P6＞P5,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 本次成功从人脂肪组织中分离、培养出目的细胞,经初步鉴定,证实其为hADSCs,同时成功对hADSCs进行了成脂、成骨及成软骨定向诱导分化。hADSCs的增殖能力可能会随传代次数的增加而有所下降;无血清刺激也可能会影响hADSCs的增殖功能,使其增殖能力有所下降。     

人脂肪源干细胞分离培养及向成骨细胞的诱导分化

背景：脂肪源干细胞可分泌众多的免疫调节因子,不引起T细胞的细胞毒作用,并可通过调整T淋巴细胞的种类和数量。 目的：探讨人脂肪源干细胞在体外分离培养扩增的方法及向成骨细胞诱导分化的能力。 方法：以0.1%的Ⅰ型胶原酶通过组织消化的方法分离人脂肪组织中的干细胞,体外扩增培养至第2代后检测其表面抗原的表达,并在成骨诱导液中促进其向成骨细胞的分化,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色及对碱性磷酸酶的RT-PCR检测来明确其分化能力。 结果与结论：体外分离培养的脂肪源干细胞生长稳定,扩增速度快。流式细胞仪检测结果显示其高表达干细胞相关抗原。向成骨细胞诱导后经免疫组化染色可见矿化结节形成,RT-PCR检测发现碱性磷酸酶表达阳性。提示脂肪源干细胞在体外分离培养方法简单,扩增速度快,并具有定向分化的能力,是可靠的组织修复和细胞治疗的种子细胞来源。     

大鼠脂肪源性干细胞的分离培养及鉴定

背景：脂肪源性干细胞在体外易于培养,增殖快,具有多向分化潜能。 目的：构建一种体外分离培养SD大鼠脂肪源性干细胞的方法,并对其部分生物学特性与表型进行分析。 方法：切取SD大鼠腹股沟脂肪垫,应用胶原酶Ⅰ消化,分离大鼠脂肪源性干细胞,进行体外培养、传代,倒置显微镜观察细胞的生长增殖及形态变化,诱导成骨、成脂,分别行碱性磷酸酶、茜素红、von Kossa染色及油红O染色,绘制生长曲线及用流式细胞仪检测细胞表面标记。 结果与结论：体外培养的脂肪源性干细胞呈梭形,增殖活跃,传代后形态均一,多次传代后细胞仍保持较强增殖能力,生长曲线呈“S”型。成骨诱导实验组碱性磷酸酶、茜素红、von Kossa染色阳性;成脂诱导实验组油红O染色阳性;对照组均为阴性。细胞CD29,CD44,CD105表达阳性,CD31,CD45表达阴性。提示SD大鼠腹股沟脂肪垫分离的脂肪源性干细胞在体外易于分离培养和传代扩增,特定条件下可诱导分化为成骨细胞和脂肪细胞,并表达间充质干细胞相关的表型。     

大鼠脂肪干细胞的分离培养及基本生物学性状研究

目的:探讨体外分离培养大鼠脂肪干细胞(ADSC)的方法,并研究其基本生物学特性,为可注射的组织工程化心肌治疗心肌梗死提供种子细胞来源。方法:体外分离培养大鼠脂肪来源的干细胞并进行传代培养,流式细胞术鉴定CD90、CD29、CD34及CD45的表达及检测细胞周期;绘制ADSC的生长曲线;通过细胞形态观察、特异性染色来检测脂肪干细胞向成骨、成脂肪细胞分化的能力。结果:大鼠ADSC表型特征为CD90、CD29阳性,CD34、CD45阴性;ADSC能连续传代达15代以上,且在第7代仍保持较强的增殖能力。流式细胞术显示各代次的ADSC约80%左右处于细胞周期的G0~G1期。ADSC具有向成骨、成脂肪细胞分化的潜能。结论:大鼠脂肪干细胞增殖能力强,具有向成骨、成脂肪细胞分化的潜能,第7代之前的细胞可作为组织工程的种子细胞来源。     

人脂肪基质干细胞复合藻酸钙体外构建工程软骨的实验研究

目的 观察人脂肪基质干细胞(hADSC)复合藻酸钙凝胶体外构建工程软骨的可行性.方法 取临床整形外科超声乳化的成人脂肪组织溶液,经消化、分离、培养得到hADSC,经成软骨诱导培养后与藻酸钠凝胶复合,使细胞终浓度为5×10<'6>/mL,然后滴入浓度200mmol/L CaCl<,2>溶液中,固化15min形成藻酸钙凝珠...     

人脂肪源性干细胞多潜能分化特性

目的原代分离培养人脂肪干细胞(ADSCs),探讨细胞增殖及多向分化,间充质干细胞相关特性。方法取人吸脂术的脂肪组织通过酶消化法分离培养ADSCs,观察细胞形态,MTT法检测细胞增殖活性,流式细胞术检测细胞周期和表面抗原的表达,用茜素红、甲苯胺蓝和油红O染色鉴定向骨、软骨及脂肪诱导分化。结果人ADSCs呈长梭形、旋涡状生长,传至第15代的ADSCs仍具较强的增殖能力,ADSCs具有干细胞特性,高表达标记CD90和CD44的间充质干细胞,不表达内皮细胞标记CD31,而CD49d低表达,CD106阴性。成骨诱导后可见钙结节形成并被茜素红染成紫红色,软骨诱导后分泌大量蛋白多糖,被甲苯胺蓝染成蓝色,成脂诱导后细胞内可见大量脂滴被油红O染色红色。结论人脂肪干细胞可分化成间充质干细胞,具有稳定增殖和成骨、成软骨和成脂等多向分化潜能。     

脂肪源性干细胞的体外分离培养与鉴定

背景：脂肪间充质干细胞来源丰富、取材方便、体外有较强增殖能力并具有多向分化的潜能,有望成为组织工程的种子细胞。 目的：体外分离培养SD大鼠脂肪干细胞并进行鉴定。 方法：取SD大鼠腹股沟区皮下脂肪组织,0.075%I型胶原酶消化分离、培养脂肪源性干细胞,倒置相差显微镜下观察脂肪源性干细胞的细胞形态和增殖特征。取第3代细胞用MTT比色法描绘生长曲线,免疫荧光法鉴定干细胞标志物CD44,含有体积分数10%胎牛血清、地塞米松和胰岛素的DMEM/F12定向诱导成脂分化,油红“O”染色成脂分化鉴定。免疫组化法鉴定向神经细胞诱导分化的结果。 结果与结论：分离出的大鼠脂肪源性干细胞生长曲线呈“S”形,强烈表达干细胞标志物CD44。成脂诱导分化经油红“O”染色呈橘红色。向神经细胞诱导分化后表达神经元标志物神经元特异性烯醇化酶。说明SD大鼠脂肪源性干细胞在体外具有易于分离培养和扩增,表达间充质干细胞相关表型,特定条件下可诱导分化的特点。     

人脂肪干细胞的提取和鉴定

背景：脂肪干细胞是存在于脂肪中的全能干细胞,具备自我更新能力与多向分化潜能,遗传背景相当稳定,体内植入后免疫排斥少,是一种比较理想的种子细胞。目的：提取人大网膜脂肪干细胞,并进行成脂和成骨分化能力鉴定。方法：收集手术患者大网膜的脂肪组织,经Ⅰ型胶原酶消化、过滤、离心后进行原代培养,观察细胞生长状态;用细胞计数法绘制人脂肪干细胞增殖曲线,计算处于对数生长期的倍增时间;用相应的定向诱导液诱导人脂肪干细胞向脂肪细胞及骨细胞方向分化,并用油红O染色、茜素红染色进行鉴定。结果与结论：从手术患者大网膜脂肪组织中成功分离人脂肪干细胞,贴壁生长的人脂肪干细胞为长梭形,形态类似成纤维细胞。第3代人脂肪干细胞生长曲线呈S形,对数生长期人脂肪干细胞的倍增时间为45.90 h。人脂肪干细胞经成脂、成骨定向诱导分化2,3周后,油红O染色显示细胞内有大小不等的橘红色脂肪滴,茜素红染色可见着橘红色的典型钙化结节,提示所培养的脂肪干细胞具有向脂肪细胞、骨细胞系分化的能力。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

乙型肝炎病毒感染者脂肪间充质干细胞分离培养及生物学特性

背景：慢性乙型肝炎病毒感染影响骨髓间充质干细胞的生物学特性,而脂肪来源间充质干细胞因其取材安全、创伤小、易纯化、增殖快等优点而备受关注。目的：建立乙型肝炎病毒感染者脂肪间充质干细胞的体外分离培养方法,观察其生物学特性。方法：胶原酶消化结合贴壁培养法分离培养乙型肝炎肝硬化患者皮下脂肪组织间充质干细胞, MTT法检测细胞生长曲线,流式细胞仪检测细胞表型,体外检测其诱导分化为脂肪细胞和成骨细胞的能力。结果与结论：①10例乙型肝炎病毒感染者脂肪间充质干细胞全部培养成功,脂肪间充质干细胞的原代培养时间为(8.3±1.2) d,生长曲线均呈“S”形,培养三四天进入对数生长期,第7天进入平台期。②第3代脂肪间充质干细胞高表达CD29,CD166,HLA-ABC和CD44,不表达或低表达CD34和HLA-DR。③脂肪间充质干细胞在成脂肪诱导培养基培养下分化为脂肪细胞,油红O染色阳性,在成骨诱导培养基培养下分化为成骨细胞,碱性磷酸酶染色阳性。以上结果显示胶原酶消化结合贴壁培养法可以高效分离乙型肝炎病毒感染者脂肪间充质干细胞,其增殖迅速,在短期内即可获得大量的细胞。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

人脂肪干细胞的分离培养与生物学特性

背景：高效、稳定地获得大量较高纯度的人脂肪干细胞,是其在组织工程学及再生医学中广泛应用的基础和前提。 目的：探索体外培养脂肪干细胞的适宜条件,从而提高其增殖能力。 方法：采用胶原酶消化的方法,从人腹部皮下块状脂肪中分离出脂肪干细胞,经贴壁筛选法纯化细胞、低糖培养基体外培养扩增。Giesam染色后观察细胞形态;绘制细胞生长曲线并进行细胞周期分析,观察分析传代后染色体核型改变;选取第3代脂肪干细胞做流式细胞鉴定、EdU细胞增殖能力检测以及克隆形成实验。 结果与结论：分离培养的原代脂肪干细胞形态不一,经传代后的细胞形态趋于长梭形,排列紧密呈漩涡状生长。细胞生长曲线呈S形,细胞周期分析及EdU掺入法结果显示体外培养的脂肪干细胞具有较强的增殖能力。经染色体核型分析结果提示,体外培养不会引起脂肪干细胞的核型改变。第3代脂肪干细胞经流式细胞仪检测CD29,CD44,CD90,CD105均呈阳性表达,而CD34和CD45呈阴性;克隆形成率为8.8%;在一定的诱导条件下,脂肪干细胞能够向脂肪细胞及成骨细胞分化。结果说明采用胶原酶消化法可成功分离培养人脂肪干细胞,且具有较强的增殖能力。     

脂肪干细胞在骨软骨组织工程中的研究进展

近年来,随着医学相关学科的迅猛发展,组织工程技术已经取得了很大的成就,但种子细胞一直是困扰人们的焦点问题.脂肪干细胞(ADSCs)体外扩增迅速,稳定性好,无免疫排斥反应,具有多向分化潜能,可以向脂肪细胞、成骨细胞、成软骨细胞、内皮细胞、肌细胞和神经细胞等不同胚层来源的细胞分化,并且脂肪组织具有取材方便、对人体创伤小、可大量获得等优点,因而ADSCs有望成为一种理想的组织工程种子细胞.旨在介绍ADSCs在骨软骨组织工程中的研究进展.     

自体脂肪干细胞复合胶原海绵多孔支架构建大鼠乳腺脂肪组织的初步研究

目的 探讨自体脂肪干细胞复合胶原海绵多孔支架构建大鼠乳腺脂肪组织的可行性.方法 采用胶原酶消化、离心方法分离并培养6只雌性SD大鼠的脂肪干细胞.对脂肪干细胞进行成骨、成脂诱导及鉴定.将自体脂肪干细胞复合Ⅰ型胶原海绵多孔支架进行体外培养.将自体脂肪干细胞复合Ⅰ型胶原海绵多孔支架移植到大鼠右上侧乳腺(实验组),将Ⅰ型胶原海绵多孔支架移植到大鼠左上侧乳腺(对照组),共移植6例.12周后观测有无新生脂肪形成;测量新生脂肪组织湿质量;组织切片行HE及油红0染色.结果 SD大鼠脂肪干细胞增殖能力强;具有成骨及成脂分化能力;体外培养2周,胶原支架内可见ASC生长.实验组可见乳腺与胸肌之间有脂肪样新生组织形成,平均湿质量为(121±9) mg.对照组见乳腺与胸肌之间有胶原海绵样组织形成,平均湿质量为(77±6) mg,两组间湿质量存在统计学差异,P＜0.05.HE及油红O染色证实,实验组新生组织主要为成熟脂肪组织;而对照组主要为胶原纤维.结论 自体脂肪干细胞复合Ⅰ型胶原海绵多孔支架可在大鼠乳腺区域形成脂肪组织.     

Maxadilan对人脂肪干细胞的影响

目的:探讨垂体腺苷酸环化酶激活肽Ⅰ型受体(PAC1受体)特异激动剂maxadilan对人脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ASCs)的增殖、凋亡和分化潜能的作用。方法:取人脂肪组织通过酶消化法分离培养ASCs。流式细胞术鉴定ASCs表面标志物,并进行ASCs向成骨成脂定向诱导。CCK-8法和流式细胞术检测maxadilan对ASCs活性的影响。采用波长为254 nm的紫外线(ultraviolet C,UVC)照射ASCs,CCK-8法测定不同剂量的UVC诱导ASCs凋亡后的吸光度。选择剂量为702 J/m2的UVC照射ASCs 24 h后,用流式细胞术和caspase 3和caspase 9试剂盒检测maxadilan对ASCs凋亡的影响。结果:流式细胞术检测表明细胞CD29、CD44、CD59和CD105表面抗原阳性,证实所提取的细胞是ASCs。CCK-8法检测发现80 nmol/L浓度的maxadilan对ASCs促增殖作用最强,流式细胞术分析也证实80 nmol/L maxadilan处理显著促进ASCs的增殖,与对照组比较差异有统计学意义(P0.05)。与仅被702 J/m2UVC照射的ASCs比较,80 nmol/L maxadilan显著抑制同等剂量UVC照射ASCs所诱导的、与caspase 3和caspase 9活性相关的细胞凋亡,2组比较差异有统计学意义(P0.05)。同时,2组细胞成骨和成脂的诱导分化均为阳性。结论:Maxadilan促进ASCs增殖,抑制ASCs凋亡,且不改变细胞向成骨和成脂诱导分化的潜能。Maxadilan有利于ASCs的体外生长与扩增。     

脂肪干细胞在骨组织工程中的研究进展

各种原因导致的骨损伤甚至骨缺损会给患者带来较大的经济及社会负担,而骨组织工程研究能为治疗骨损伤提供新的方向。脂肪干细胞因其来源广泛、易于获取等特性在骨组织工程中发挥着重要作用,且脂肪干细胞在生长因子、机械刺激、各种信号通路的适宜刺激下能进行自我增殖并成骨分化,形成骨组织以治疗骨损伤及骨缺损,改善骨损伤带来的一系列症状。     

脂肪干细胞成骨分化的研究进展

创伤或肿瘤导致的骨缺损是骨科、整形修复科、口腔颌面外科等科室的常见疾病,现有的治疗手段均有一定局限性。脂肪干细胞(ASC)是来自脂肪组织的多能干细胞,基于ASC的干细胞疗法和骨组织工程,为骨缺损的修复和再生提供了新的思路。ASC成骨分化是多种基因、蛋白和信号通路相互作用的复杂过程,其中Runx2和Osterix、Wnt、骨形成蛋白、Notch、成纤维细胞生长因子、环磷腺苷/蛋白激酶A、Hedgehog、丝裂原活化蛋白激酶等均扮演了重要角色。体外化学诱导ASC的成骨分化已经非常成熟,利用细胞共培养和各种支架也可诱导ASC的成骨分化。验证ASC分化成骨的方法包括茜素红染色和相关基因与蛋白的检测。影响ASC成骨分化的因素包括供体种属、年龄、脂肪获取部位等供体因素,培养液糖浓度、ASC的代数、冻存等实验因素,血管内皮细胞生长因子、生长分化因子、胰岛素样生长因子、转化生长因子β、尼尔样1型分子、LIM矿化蛋白1、低氧诱导因子1、肿瘤坏死因子α、干扰素γ、IL-6等生长因子,糖皮质激素、雌激素、胰岛素、褪黑素、瘦素等激素,一氧化氮、组蛋白H1、白藜芦醇、曲古抑菌素A、小檗碱、硼替佐米、阿司匹林、辛伐他汀等化学因子及药物,电磁场和超声波等物理因素,拉伸力和剪切力等生物力学因素,钙、锌、锂、锶、硒等金属或非金属离子,微小RNA以及富血小板血清和富血小板纤维蛋白、降钙素基因相关肽、中药和咖啡因等其他因素。本文总结了ASC成骨分化的过程,分析了相关基因和信号通路,回顾了诱导和验证方法,讨论了主要影响因素及其机制,并展望了未来研究方向。     

Purification of human adipose-derived stem cells from fat tissues using PLGA/silk screen hybrid membranes

The purification of human adipose-derived stem cells (hADSCs) from human adipose tissue cells (stromal vascular fraction) was investigated using membrane filtration through poly(lactide-co-glycolic acid)/silk screen hybrid membranes. Membrane filtration methods are attractive in regenerative medicine because they reduce the time required to purify hADSCs (i.e., less than 30 min) compared with conventional culture methods, which require 5–12 days. hADSCs expressing the mesenchymal stem cell markers CD44, CD73, and CD90 were concentrated in the permeation solution from the hybrid membranes. Expression of the surface markers CD44, CD73, and CD99 on the cells in the permeation solution from the hybrid membranes, which were obtained using 18 mL of feed solution containing 50 × 10⁴ cells, was statistically significantly higher than that of the primary adipose tissue cells, indicating that the hADSCs can be purified in the permeation solution by the membrane filtration method. Cells expressing the stem cell-associated marker CD34 could be successfully isolated in the permeation solution, whereas CD34⁺ cells could not be purified by the conventional culture method. The hADSCs in the permeation solution demonstrated a superior capacity for osteogenic differentiation based on their alkali phosphatase activity, their osterix gene expression, and the results of mineralization analysis by Alizarin Red S and von Kossa staining compared with the cells from the suspension of human adipose tissue. These results suggest that the hADSCs capable of osteogenic differentiation preferentially permeate through the hybrid membranes.     

The influence of spheroid formation of human adipose-derived stem cells on chitosan films on stemness and differentiation capabilities

Adipose-derived stem cells (ASCs) have valuable applications in regenerative medicine, but maintaining the stemness of ASCs during in vitro culture is still a challenging issue. In this study, human ASCs spontaneously formed three-dimensional spheroids on chitosan films. Most ASCs within the spheroid were viable, and the cells produced more extracellular molecules, like laminin and fibronectin. Comparing to monolayer culture, ASC spheroids also exhibited enhanced cell survival in serum deprivation condition. Although cell proliferation was inhibited in spheroids, ASCs readily migrated out and proliferated upon transferring spheroids to another adherent growth surface. Moreover, spheroid-derived ASCs exhibited higher expansion efficiency and colony-forming activity. Importantly, we demonstrated that spheroid formation of human ASCs on chitosan films induced significant upregulation of pluripotency marker genes (Sox-2, Oct-4 and Nanog). By culturing the ASC spheroids in proper induction media, we found that ASC differentiation capabilities were significantly enhanced after spheroid formation, including increased transdifferentiation efficiency into neuron and hepatocyte-like cells. In a nude mice model, we further showed a significantly higher cellular retention ratio of ASC spheroids after intramuscular injection of spheroids and dissociated ASCs. These results suggested that ASCs cultured as spheroids on chitosan films can increase their therapeutic potentials.     

Combining decellularized human adipose tissue extracellular matrix and adipose-derived stem cells for adipose tissue engineering

Repair of soft tissue defects resulting from lumpectomy or mastectomy has become an important rehabilitation process for breast cancer patients. This study aimed to provide an adipose tissue engineering platform for soft tissue defect repair by combining decellularized human adipose tissue extracellular matrix (hDAM) and human adipose-derived stem cells (hASCs). To derive hDAM incised human adipose tissues underwent a decellularization process. Effective cell removal and lipid removal were proved by immunohistochemical analysis and DNA quantification. Scanning electron microscopic examination showed a three-dimensional nanofibrous architecture in hDAM. The hDAM included collagen, sulfated glycosaminoglycan, and vascular endothelial growth factor, but lacked major histocompatibility complex antigen I. hASC viability and proliferation on hDAM were proven in vitro. hDAM implanted subcutaneously in Fischer rats did not cause an immunogenic response, and it underwent remodeling, as indicated by host cell infiltration, neovascularization, and adipose tissue formation. Fresh fat grafts (Coleman technique) and engineered fat grafts (hDAM combined with hASCs) were implanted subcutaneously in nude rats. The implanted engineered fat grafts maintained their volume for 8 weeks, and the hASCs contributed to adipose tissue formation. In summary, the combination of hDAM and hASCs provides not only a clinically translatable platform for adipose tissue engineering, but also a vehicle for elucidating fat grafting mechanisms.