李嘉欣 陳偉華

[摘要]脂肪來源干細(xì)胞（adipose-derived stem cells， ADSCs）是一類存在脂肪組織中，具有多向分化潛能的干細(xì)胞。由于其獲取簡便，不易造成供區(qū)畸形，且與胚胎干細(xì)胞相比更加安全等原因，現(xiàn)已在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。迄今ADSCs在抗皮膚老化方面的作用已被多個體外實驗及動物實驗證實。而如何將ADSCs的組織更新能力應(yīng)用于臨床，完成干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化一直是近年來研究的熱點。本文對ADSCs改善老化皮膚質(zhì)地的實驗研究和臨床應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞]脂肪來源干細(xì)胞;皮膚老化;納米脂肪;脂肪干細(xì)胞膠;面部年輕化

[中圖分類號]R339.3+8 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A ? ?[文章編號]1008-6455（2020）05-0187-03

Abstract： Adipose-derived stem cells ADSCs is a kind of pluripotent stem cells that locates in fat tissue. Since ADSCs can be easily obtained， rarely result in donor site deformity and the lower tumorigenicity when compared with embryonic stem cells， ADSCs is widely applicated in various areas. So far， the potential of ADSCs in skin rejuvenation is proved by several vitro and animal experiments. How to take a full advantage of the ADSCs to rejuvenate skin in clinical has been the hotspot recently. In this paper， we reviewed the experiments and clinical researches that utilized ADSCs to improve the quality of aging skin.

Key words：adipose-derived stem cells;skin aging;nanofat;svf-gel;skin rejuvenation

自1893年Neuber首次應(yīng)用小塊脂肪治療軟組織缺損以來，脂肪作為一個新興的填充材料逐漸被廣泛應(yīng)用。2001年，Zuk等[1]初次在脂肪組織中發(fā)現(xiàn)一群具有多向分化潛能的干細(xì)胞，命名為脂肪來源干細(xì)胞。迄今ADSCs的抗老化作用已被多個體外實驗以及動物實驗證實[2-3]。如何將ADSCs的組織更新能力應(yīng)用于臨床，完成干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化一直是近年來研究的熱點。本文對ADSCs改善老化皮膚質(zhì)地的實驗研究和臨床應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 ?皮膚老化

皮膚老化是一個同時受到多種因素影響的復(fù)雜的生理過程，外在主要表現(xiàn)為皮膚彈性下降、屏障功能減弱、皺紋增加、表皮和真皮變薄及色素沉積等[4]。影響因素包括內(nèi)源性因素，例如機體自身結(jié)構(gòu)性因素，以及外源性因素，例如紫外線照射（又稱光老化）、環(huán)境污染、化學(xué)物質(zhì)等[5]。 皮膚中血管分布減少、水合能力下降、肥大細(xì)胞和成纖維細(xì)胞數(shù)量減少，角質(zhì)細(xì)胞增殖速度下降等組織學(xué)變化，最終表現(xiàn)為皮膚外在的老化[6]。

2 ?ADSCs的抗衰老作用

2.1 影響膠原合成功能：無論是內(nèi)源性或外源性因素都可以造成真皮中膠原及彈性纖維合成減少以及過度分解，這是造成皮膚彈性降低、產(chǎn)生皺紋的主要原因之一。Kim等[7]將ADSCs注射至受UVB照射的小鼠真皮內(nèi)，發(fā)現(xiàn)ADSCs能顯著減輕紫外線照射形成的皺紋，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)真皮厚度和其中膠原含量顯著增加。同一實驗中，將ADSCs的培養(yǎng)上清液（ADSC- conditioned medium，ADSC-CM）與人真皮成纖維細(xì)胞（human dermal fibroblast，HDF）共同培養(yǎng)，ADSC-CM可減少紫外線照射所導(dǎo)致的人成纖維細(xì)胞凋亡，增加膠原含量并減少基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase-1，MMP-1）含量。這證實了ADSCs旁分泌的細(xì)胞因子的抗衰老作用，ADSCs可分泌多種細(xì)胞因子及抗炎因子，如：血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）、造血生長因子（hepatocyte growth factor，HGF） 以及轉(zhuǎn)錄生長因子-β1 （transforming growth factor-β1 ，TGF-β1 ）等[8]。Noordam等[9]對617個對象調(diào)查發(fā)現(xiàn)，血清內(nèi)IFG-1的水平與面部皺紋情況有關(guān)，這可能是由于IFG-1能抑制MMP-1的表達(dá)、上調(diào)膠原的產(chǎn)生[9]。除上述細(xì)胞因子外，脂肪細(xì)胞分泌的脂連蛋白及瘦素，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）以及膠原，調(diào)節(jié)皮膚狀態(tài)[10]。除對光老化有抗衰作用以外，ADSCs移植能增加D-半乳糖（D-gal）誘導(dǎo)的自然老化模型小鼠皮膚內(nèi)膠原含量，這一作用可能與ADSCs抑制一些衰老相關(guān)分子表達(dá)有關(guān)[11]。

2.2 影響血管生成：皮膚老化中皮膚血管改變也是重要的一環(huán)。皮膚血管老化可使皮膚對外界刺激反應(yīng)性減低、皮膚顏色蒼白、皮溫降低以及皮膚營養(yǎng)滋潤度降低。實驗證實，ADSCs在無血清情況下可分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞[12]。Suga等[13]將ADSCs與脂肪共同移植，ADSCs能優(yōu)先聚集于缺血區(qū)域，起到促血管新生的作用，為組織提供營養(yǎng)，共同移植的脂肪組織中VEGF和HGF含量明顯增多。在此實驗中也同時發(fā)現(xiàn)移植于組織的ADSCs在28d后基本已經(jīng)消失，無法檢測。而在體外實驗中應(yīng)用ADSC-CM也同樣能促進(jìn)血管網(wǎng)形成，這說明ADSCs的分化作用可能在促進(jìn)血管化的過程中起到暫時性作用，而旁分泌的細(xì)胞因子相對作用持久。

2.3 影響黑色素代謝：ADSCs具有一定美白功效，是通過影響皮膚中黑色素代謝實現(xiàn)的。kim等[14]在B16黑素瘤細(xì)胞的體外實驗中，證實ADSCs旁分泌的TGF-β1 可作用于黑色素合成通路，抑制酪氨酸酶及其相關(guān)蛋白的表達(dá)，最終抑制黑色素生成。Chang等[15]在動物實驗中也獲得了相似的結(jié)果，C57BL/6小鼠真皮下注射ADSCs后，可有效抑制紫外線照射引起的黑色素生成。

3 ?ADSCs改善老化皮膚質(zhì)地的臨床應(yīng)用

3.1 ADSCs及ADSC-CM：現(xiàn)階段ADSCs的分離培養(yǎng)方法可分為兩種，組織塊培養(yǎng)法和酶消化法。前者是將組織剪成小塊后接種于培養(yǎng)瓶中，在接種后5～7d移除脂肪組織后可見細(xì)胞生長，此方法適用于組織量較少的原代培養(yǎng)，缺點是耗時較長;后者是將抽取的脂肪用膠原酶處理后，對懸液進(jìn)行培養(yǎng)，此方法可在短時間內(nèi)得到大量細(xì)胞，但花費較昂貴[16]。雖然ADSCs是許多類型細(xì)胞的前體細(xì)胞，但其更主要的作用是對周圍細(xì)胞的信號傳導(dǎo)作用，因此相對于其他干細(xì)胞，ADSCs的應(yīng)用較為安全，致腫瘤性低[17]。Pak等[3]將含有20%～30% ADSCs的懸濁液注射至1例患者真皮內(nèi)，可觀察到皺紋減輕、皮膚質(zhì)地改善。ADSC-CM作為ADSCs培養(yǎng)的副產(chǎn)物，內(nèi)含多種細(xì)胞因子，在小鼠實驗中已被證明具有抗光老化以及抗皺作用。由于ADSC-CM其中不含活細(xì)胞，注射于人體不涉及倫理問題，臨床應(yīng)用范圍更加廣泛。Wang等[18]將ADSCs培養(yǎng)液蛋白提取物利用微針注射于面部，進(jìn)行隨機雙盲半臉對照研究。結(jié)果顯示相對于使用超純水的對照側(cè)，治療側(cè)在黑素指數(shù)、皮膚光澤度、皮膚粗糙度、彈性及皺紋改善方面均有明顯提升。ADSC-CM也可與二氧化碳點陣激光聯(lián)合應(yīng)用，可增加皮膚彈性、使皮膚平滑以及減少二氧化碳點陣激光后色素沉著的情況[19]。

3.2 納米脂肪：納米脂肪是在2013年首次由Tonnard[20]所描述，是一種經(jīng)過機械處理的乳糜樣脂肪。將抽取的顆粒脂肪通過兩只10ml注射器通過female-to-female的luer-lock互相推注30次以上，用棉布過濾，得到的即是納米脂肪。納米脂肪的主要成分是大量乳化的油脂，其中幾乎已無成熟脂肪細(xì)胞。對納米脂肪分離培養(yǎng)后，10～12d可見ADSCs聚集，從納米脂肪中提取的ADSCs 與常規(guī)方法相比，形態(tài)與生長速度無明顯差距[21]。由于納米脂肪顆粒極細(xì)，可通過27g針頭注射于面頸部精細(xì)部位，對于眼下色素沉積及面頸部皺紋改善效果明顯。納米脂肪還可通過微針注射于面部，微針可在皮下形成微細(xì)孔道，將納米脂肪中的ADSCs成分有效導(dǎo)入皮下，并能刺激膠原蛋白產(chǎn)生，最終改善細(xì)紋[22]。Liang等[21]將納米脂肪和富血小板纖維蛋白（Platelet-Rich Fibrin，PRF）聯(lián)合應(yīng)用精細(xì)注射于皮下，與注射透明質(zhì)酸的對照組相比，納米脂肪聯(lián)合PRF組患者滿意率更高。早期PRF可起到促進(jìn)納米脂肪中ADSCs增殖的作用，使ADSCs持續(xù)釋放VEGF、bFGF、EGF等生長因子。Peng Xu等[23]將納米脂肪注射于光老化小鼠背部，與注射PBS對照組相比，真皮厚度及血管化明顯增加，但與注射ADSCs的小鼠相比，作用稍弱。

3.3 脂肪干細(xì)胞膠（ecm/Svf-gel）：納米脂肪是一種利用機械乳化方法提取血管基質(zhì)成分（Stromal Vascular Fraction，Svf）的方法，無需應(yīng)用外源試劑，但納米脂肪中仍含有大量的油脂和腫脹液，雜質(zhì)的存在不僅降低了干細(xì)胞濃度，且可能與納米脂肪注射后紅斑的形成有關(guān)。Yao等[24]對納米脂肪進(jìn)行進(jìn)一步處理，通過物理方法去除其中的油脂等無效成分，得到了更加濃縮的產(chǎn)物稱之為脂肪干細(xì)胞膠。制備完成的脂肪干細(xì)胞膠需滿足如下標(biāo)準(zhǔn)：①最終體積<初始體積的15%;②Svf細(xì)胞濃度>4.0×105 cells/ml;③終產(chǎn)物可通過27g針頭進(jìn)行注射。細(xì)胞分析顯示Svf-gel中ADSCs的含量與顆粒脂肪無統(tǒng)計學(xué)差別，但由于體積縮小至十分之一，最終產(chǎn)物中ADSCs含量高度濃縮。將Svf-gel 注射于眶周暗沉區(qū)及魚尾紋區(qū)域真皮下，細(xì)紋和暗沉得到明顯改善，未見脂肪團(tuán)塊[25]。與納米脂肪不同的是，Svf-gel的應(yīng)用不局限于改善面部皺紋及皮膚質(zhì)地，其仍可作為一種自體材料應(yīng)用于面部凹陷填充[26]。

4 ?討論

老化皮膚膚質(zhì)的變化主要表現(xiàn)在水分減少、皺紋增多、色素沉積等。經(jīng)過近些年對ADSCs不斷深入的探究，發(fā)現(xiàn)其在抗衰老方面具有許多的優(yōu)勢：①與其他干細(xì)胞相比更易于獲取，不造成供區(qū)部位的缺損，并且含量豐富;②相對于胚胎干細(xì)胞來說，倫理問題小;③致瘤風(fēng)險相對較小。ADSCs的臨床應(yīng)用可分為兩類：一是在實驗室條件下對脂肪進(jìn)行分解、培養(yǎng)、擴增，得到的ADSCs或ADSC-CM都可應(yīng)用于真皮注射;另一類是利用物理方法處理脂肪，機械破壞脂肪細(xì)胞，例如：納米脂肪和脂肪干細(xì)胞膠。Charles-de-Sá等[27]比較了這兩種方法，兩者對皮膚產(chǎn)生的影響無明顯差別，唯一不同點是ADSCs組在真皮網(wǎng)狀層和皮下組織的交界可發(fā)現(xiàn)較多脂肪組織。但第二種方法無需加入額外的試劑，減少了產(chǎn)物污染的風(fēng)險，可以節(jié)省時間及金錢。ADSCs的抗衰老作用已在多個動物實驗和臨床應(yīng)用中證實，但仍有一些不足之處。首先干細(xì)胞自身具有局限性，隨著年齡增長，ADSCs的增殖和分化活力可能有所下降[28]，這就限制了脂肪干細(xì)胞在抗衰老中的實際應(yīng)用。近年來，對凍存ADSCs 的研究逐漸增多，有實驗證據(jù)表明，凍存ADSCs仍可用于小鼠燒傷傷口的覆蓋，顯示出與新鮮脂肪干細(xì)胞相似的促愈合能力[29]。這為今后干細(xì)胞研究提供了方向，可以通過建立“脂肪銀行”，凍存年輕的干細(xì)胞用于面部年輕化以及治療疾病。另一個亟待解決的問題是如何從脂肪組織中培養(yǎng)出更高活性的ADSCs或Svf，臨床上的操作流程尚未有固定的標(biāo)準(zhǔn)。雖通過一系列體內(nèi)外實驗對ADSCs對抗自然老化以及光老化的通路有了初步了解，但仍有一些機制未明，需更深入的研究來豐富大家的認(rèn)識，更好地指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Zuk PA，Zhu M，Mizuno H，et al.Multilineage cells from human adipose tissue： implications for cell-based therapies[J].Tissue Eng，2001，7（2）：211-228.

[2]Kim JH，Jung M，Kim HS，et al.Adipose-derived stem cells as a new therapeutic modality for ageing skin[J].Exp Dermatol，2011，20（5）：383-387.

[3]Park BS，Jang KA，Sung JH，et al.Adipose-derived stem cells and their secretory factors as a promising therapy for skin aging[J].Dermatol Surg，2008，34（10）： 1323-1326.

[4]Chung JH，Hanft VN，Kang S.Aging and photoaging[J].J Am Acad Dermatol，2003，49（4）：690-697.

[5]Zouboulis CC，Makrantonaki ?E.Clinical aspects and molecular diagnostics of skin aging[J].Clin Dermatol，2011，29（1）：3-14.

[6]Gaur M，Dobke M，Lunyak VV.Mesenchymal stem cells from adipose tissue in clinical applications for dermatological indications and skin aging[J].Int J Mol Sci，2017， 18（1）：208.

[7]Kim WS，Park BS，Park SH，et al.Antiwrinkle effect of adipose-derived stem cell： activation of dermal fibroblast by secretory factors[J].J Dermatol Sci， 2009，53（2）：96-102.

[8]Kim WS，Park BS，Sung JH. Protective role of adipose-derived stem cells and their soluble factors in photoaging[J].Arch Dermatol Res，2009，301（5）：329-336.

[9]Noordam R，Gunn DA，Tomlin CC，et al.Serum insulin-like growth factor 1 and facial ageing： high levels associate with reduced skin wrinkling in a cross-sectional study[J].Br J Dermatol，2013，168（3）：533-538.

[10]Ezure T，Amano S.Adiponectin and leptin up-regulate extracellular matrix production by dermal fibroblasts[J].Biofactors，2007，31（3-4）：229-236.

[11]Zhang S，Dong Z，Peng Z，et al.Anti-aging effect of adipose-derived stem cells in a mouse model of skin aging induced by D-galactose[J].PLoS One，2014，9（5）：e97573.

[12]Konno M，Hamazaki TS，F(xiàn)ukuda S，et al.Efficiently differentiating vascular endothelial cells from adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in serum-free culture[J].Biochem Biophys Res Commun，2010，400（4）：461-465.

[13]Suga H，Glotzbach JP，Sorkin M，et al.Paracrine mechanism of angiogenesis in adipose-derived stem cell transplantation[J].Ann Plast Surg，2014，72（2）：234-241.

[14]Kim WS，Park SH，Ahn SJ，et al.Whitening effect of adipose-derived stem cells： a critical role of TGF-beta1[J].Biol Pharm Bull，2008，31（4）：606-610.

[15]Chang H，Park JH，Min KH，et al.Whitening effects of adipose-derived stem cells： a preliminary in vivo study[J].Aesthet Plast Surg，2013，38（1）：230-233.

[16]曹政，郭澍.脂肪干細(xì)胞的生物學(xué)特性及其治療皮膚老化的研究進(jìn)展[J].轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志，2016，5（4）：249-252.

[17]Maguire G.The safe and efficacious use of secretome from fibroblasts and adipose-derived （but not bone marrow-derived） mesenchymal stem cells for skin therapeutics[J].J Clin Aesthet Dermatol，2019，12（8）：E57-E69.

[18]Wang X，Shu X，Huo W，et al.Efficacy of protein extracts from medium of Adipose-derived stem cells via microneedles on Asian skin[J].J Cosmet Laser Ther， 2018，20（4）：237-244.

[19]Zhou BR，Zhang T，Bin Jameel AA，et al.The efficacy of conditioned media of adipose-derived stem cells combined with ablative carbon dioxide fractional resurfacing for atrophic acne scars and skin rejuvenation[J].J Cosmet Laser Ther， 2016，18（3）：138-148.

[20]Tonnard P，Verpaele A，Peeters G，et al.Nanofat grafting： basic research and clinical applications[J].Plast Reconstr Surg，2013，132（4）：1017-1026.

[21]Liang ZJ，Lu X，Li DQ，et al.Precise intradermal injection of nanofat-derived stromal cells combined with platelet-rich fibrin improves the efficacy of facial skin rejuvenation[J].Cell Physiol Biochem，2018，47（1）：316-329.

[22]Verpaele A，Tonnard P，Jeganathan C，et al.Nanofat needling： a novel method for uniform delivery of adipose-derived stromal vascular fraction into the skin[J]. Plast Reconstr Surg，2019，143（4）：1062-1065.

[23]Xu P，Yu Q，Huang H，et al.Nanofat increases dermis thickness and neovascularization in photoaged nude mouse skin[J].Aesthetic Plast Surg，2018，42（2）：343-351.

[24]Yao Y，Dong Z，Liao Y，et al.Adipose extracellular matrix/stromal vascular fraction gel： a novel adipose tissue-derived injectable for stem cell therapy[J]. Plast Reconstr Surg，2017，139（4）： 867-879.

[25]鄧呈亮，肖順娥，劉志遠(yuǎn)，等.脂肪干細(xì)胞膠在眶周年輕化中的療效觀察[J].中國美容整形外科雜志，2019，30（6）：321-323，327.

[26]陳杰，施珊，李守春，等.評價脂肪干細(xì)胞膠（SVF-gel）在面部容量填充和年輕化中的作用進(jìn)展[J].智慧健康，2019，5（13）：77-79.

[27]Charles-de-Sa L，Gontijo-de-Amorim NF，Maeda Takiya C，et al.Antiaging treatment of the facial skin by fat graft and adipose-derived stem cells[J].Plast Reconstr Surg，2015，135（4）：999-1009.

[28]Kornicka K，Marycz K，Tomaszewski KA，et al.The effect of age on osteogenic and adipogenic differentiation potential of human adipose derived stromal stem cells （hascs） and the impact of stress factors in the course of the differentiation process[J].Oxid Med Cell Longev，2015，2015：309169.

[29]Kaita Y，Tarui T，Yoshino H，et al.Sufficient therapeutic effect of cryopreserved frozen adipose-derived regenerative cells on burn wounds[J].Regen Ther， 2019，10：92-103.

[收稿日期]2019-08-19

本文引用格式：李嘉欣，陳偉華.脂肪來源干細(xì)胞在改善老化皮膚質(zhì)地中的作用及其臨床應(yīng)用[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2020，29（5）：187-189.