Adipose-Derived Stem Cells in Wound Healing Research

伤口愈合研究中的脂肪来源干细胞

脂肪源性干细胞（ADSCs）因其易获得性、丰富性和强大的再生特性，已成为伤口愈合应用中极具前景的治疗剂。ADSCs 取自吸脂或切除的脂肪组织，可通过微创手术大量采集。ADSCs 具有促进血管生成、调节炎症和分化成相关细胞类型的能力，这使其成为治疗慢性伤口、烧伤和其他组织损伤的理想候选物质，而传统方法已证明无法满足这些需求。

主要启示

• 通过酶解或机械处理，可从吸脂液中分离出大量 ADSCs
• 这些细胞通过分泌生长因子和细胞因子等旁分泌机制促进伤口愈合
• ADSC 介导的血管生成可加速肉芽组织形成和伤口闭合
• ADSCs 的免疫调节特性可减少炎症并促进组织重塑
• 临床试验证明 ADSCs 用于慢性伤口治疗具有安全性和初步疗效

ADSCs 的分离和处理

脂肪组织是人体内最丰富、最容易获取的成体干细胞来源。抽脂手术产生的脂肪抽吸物含有基质血管部分（SVF）细胞，通过酶解或机械处理可从中分离出ADSCs。一次吸脂手术可产生数百万个 SVF 细胞，远远超过从骨髓抽吸中获得的数量。

酶解分离法采用胶原酶消化脂肪组织，然后离心分离 SVF 和成熟脂肪细胞。SVF 颗粒中含有 ADSCs 以及内皮细胞、周细胞和免疫细胞。随后进行的塑料粘附培养可筛选出 ADSC，同时剔除非粘附细胞群。这一过程可获得相对纯净的 ADSC 制剂，适合研究和临床应用。

人间充质干细胞--脂肪组织可作为特性化、低温保存的制备物用于伤口愈合研究。对于比较研究，人间质干细胞-骨髓（HMSC-BM）提供了传统的间充质干细胞黄金标准。人间充质干细胞-沃顿果冻（HMSC-WJ）是一种增殖能力更强的替代品。

伤口愈合中的旁分泌机制

ADSC 的治疗效果主要来自生物活性因子的旁分泌，而非直接的细胞分化。ADSC 分泌组包含生长因子、细胞因子、趋化因子和细胞外囊泡，它们共同促进伤口愈合。ADSC 培养物的调节介质具有独立于细胞存在的伤口愈合活性，这证实了旁分泌机制的重要性。

ADSCs 分泌的血管内皮生长因子（VEGF）可促进对伤口愈合至关重要的新生血管形成。血管生成因子包括碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、肝细胞生长因子（HGF）和血小板衍生生长因子（PDGF），可进一步促进血管形成。增强的血管化能改善伤口部位的氧气和营养输送，加速组织再生。

转化生长因子-β（TGF-β）和表皮生长因子（EGF）可促进成纤维细胞增殖和细胞外基质沉积。角质细胞生长因子（KGF）可刺激上皮细胞迁移和增殖，加速伤口再上皮化。这种全面的生长因子分泌特征说明了 ADSC 在多个伤口愈合阶段的功效。

免疫调节特性

ADSCs 通过与渗入伤口部位的免疫细胞相互作用来调节炎症反应。前列腺素 E2 (PGE2) 的分泌可抑制 T 细胞增殖并促进调节性 T 细胞的发育。吲哚胺 2,3-二氧化酶（IDO）的表达会消耗 T 细胞活化所需的色氨酸。这些机制共同抑制了损害伤口愈合的过度炎症。

巨噬细胞极化是一种关键的 ADSC 免疫调节机制。ADSCs 通过分泌 IL-10 和 TGF-β 促进促炎症的 M1 巨噬细胞表型向促再生的 M2 巨噬细胞表型转变。M2 巨噬细胞分泌抗炎细胞因子和生长因子，支持组织修复。这种极化转换加速了伤口愈合从炎症阶段向增殖阶段的过渡。

共培养研究证明了 ADSC 对免疫细胞功能的影响。分化为巨噬细胞的THP-1 细胞为研究 ADSC 与巨噬细胞的相互作用提供了模型。这些共培养系统揭示了双向信号传导，其中巨噬细胞衍生因子影响 ADSC 分泌组的组成，形成反馈回路，扩大再生反应。

促进血管生成

慢性伤口愈合失败通常反映出伤口床血管生成不足。ADSCs 可通过直接刺激内皮细胞和旁分泌机制促进血管生成。ADSCs分泌的血管内皮生长因子、血管生成素-1和其他血管生成因子可激活内皮细胞增殖、迁移和管道形成。这种新生血管可改善灌注并支持肉芽组织的发育。

低氧伤口环境可通过稳定 HIF-1α 促进 ADSC 血管生成因子的产生。在最需要血管生成的缺氧条件下，这种氧传感机制会上调血管内皮生长因子的表达。在伤口应用前将 ADSCs 置于低氧培养条件下进行预处理，可增强其血管生成潜能。

ADSCs 招募内皮祖细胞有助于伤口处的血管生成。SDF-1（CXCL12）的分泌可吸引表达 CXCR4 的循环祖细胞。这些被招募的细胞结合到正在形成的血管中，除了 ADSC 的直接旁分泌效应外，还有助于持续的新生血管生成。

分化贡献

虽然旁分泌机制占主导地位，但 ADSC 向伤口相关细胞类型的分化还能提供额外的再生贡献。成纤维细胞分化产生的细胞可产生肉芽组织所必需的细胞外基质成分。角质形成细胞的转分化虽有争议，但在适当条件下可能有助于伤口的再上皮化。

ADSCs 的内皮分化有助于伤口床的血管发育。促进内皮分化的培养条件已经建立，ADSC 衍生的内皮细胞显示出功能特征，包括管形成和适当的标记表达。分化的 ADSC 相对于招募的内源性祖细胞的相对贡献仍在研究中。

成脂分化是 ADSC 的默认血统承诺，有助于深部伤口真皮脂肪组织的恢复。真皮脂肪通过分泌脂肪因子并与其他真皮细胞相互作用，在皮肤稳态和伤口愈合中发挥着重要作用。ADSC 介导的脂肪再生可恢复这一功能性组织层。

输送方法和支架

将 ADSC 悬浮液直接注射到伤口边缘可提供简单的给药方法，但可能导致细胞存留和存活率较低。重复注射方案可在整个愈合过程中保持细胞存在，从而提高疗效。局部注射尤其适用于可重复治疗的小伤口或可触及的伤口。

以支架为基础的给药可改善细胞在伤口床内的存留、存活和空间分布。胶原蛋白基质、透明质酸水凝胶和合成聚合物支架可提供支持 ADSC 功能的三维环境。选择支架时要考虑与伤口位置相匹配的机械性能、降解动力学以及与 ADSC 存活和分泌的兼容性。

利用 ADSC 条件培养基或细胞外囊泡的细胞方法可避免细胞输送和储存的难题。含有 ADSC 分泌组因子的浓缩条件培养基在临床前模型中显示出伤口愈合的功效。外泌体制剂以稳定、可保存的形式保留了 ADSC 的旁分泌效应，适合临床应用。

临床试验证据

I/II 期临床试验证实了 ADSC 用于伤口愈合的安全性。自体和异体 ADSC 制剂具有良好的安全性，在慢性伤口治疗中不会出现明显的不良反应。异体 ADSCs 的免疫原性问题在临床上并未出现，这与它们的免疫调节特性是一致的。

糖尿病足溃疡试验显示 ADSC 疗效良好。据报道，与标准治疗相比，接受治疗的患者伤口闭合速度加快，愈合时间缩短，截肢率降低。这些结果满足了糖尿病伤口治疗中尚未得到满足的关键需求，因为传统方法经常失败。

用 ADSCs 治疗烧伤伤口可改善伤口的再上皮化并减少疤痕。治疗后的烧伤血管生成增强，有助于移植物存活和伤口愈合。ADSC 对疤痕成熟和重塑的作用有利于美容效果。

培养和质量注意事项

标准化 ADSC 培养采用DMEM或 DMEM/F12 基础培养基，并添加 10% 的胎牛血清。用 bFGF（5-10 纳克/毫升）补充生长因子可提高增殖能力，以进行临床规模的扩增。冷冻培养基 CM-1可用于 ADSC 库的冷冻保存，而无血清替代品则支持临床级生产。

细胞系认证和供体追踪确保了整个生产和临床使用过程的可追溯性。支原体检测可防止污染影响伤口愈合效果。确认分化能力和分泌组组成的功能测试提供了表面标记表征之外的质量指标。

结论

脂肪源性干细胞通过结合旁分泌、免疫调节和分化机制，为伤口愈合应用带来了巨大希望。临床证据表明，干细胞对慢性伤口、烧伤和手术伤口治疗具有安全性和初步疗效。继续优化给药方法、给药方案和质量标准将推动 ADSC 疗法成为伤口愈合适应症的标准临床实践。