引用本文： 阳水发, 易阳艳. 脂肪干细胞构建可注射型组织工程脂肪的研究进展. 中国修复重建外科杂志, 2015, 29(2): 245-249. doi: 10.7507/1002-1892.20150051 复制
先天性和获得性软组织缺损临床常见，面部年轻化以及整形外科中隆乳等需求也越来越多。目前临床对于这类问题的治疗方法存在一定局限：注射透明质酸或胶原填充效果维持时间短，植入假体填充效果不自然，自体脂肪移植由于缺乏微血管而再吸收率高[1-3]。以脂肪干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）作为种子细胞，复合可注射型支架构建组织工程脂肪有可能解决这类问题，其具有以下优势：可稳定存活，具有结构和功能双重修复作用，采用自体种子细胞不产生免疫排斥，无需开放式外科手术，可满足各种形状的填充需要。构建可注射型组织工程脂肪是将成脂诱导分化的ADSCs与可注射型三维支架复合，辅以生长因子促进成活。现对ADSCs构建可注射型组织工程脂肪的研究进展作一综述。
1 种子细胞
构建组织工程脂肪需要有合适的种子细胞，Zuk等[4]首次从脂肪组织中分离出ADSCs，为组织工程提供了一个新的种子细胞来源。
1.1 ADSCs基本特性及优势
Tang等[5]通过基因标记技术证实，ADSCs以干细胞巢形式分布于脂肪组织血管系统周围的间隙中。在吸脂术获得的脂肪抽吸物中，ADSCs含量可达2%左右[6]。因脂肪组织占人体组织比例较高，所以其可能是人体中最大的成体干细胞库。干细胞作为种子细胞的前提是具有多向分化潜能，而ADSCs能向脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、心肌细胞、血管内皮细胞等间叶组织细胞分化，且诱导条件已经明确 [7-8]。另外，ADSCs还能向具有内分泌功能的内脏器官组织细胞分化，在特定培养基中可分化为具有肝细胞表型和功能的肝细胞 [9-10]。Kajiyama等[11]将导入Pdx1基因的ADSCs注射至小鼠尾静脉，结果显示ADSCs定植于小鼠胰腺组织中，并分化为分泌胰岛素的细胞，提示其可用于修复胰腺组织治疗糖尿病。
ADSCs的内分泌功能有利于其参与构建组织工程脂肪。ADSCs能分泌多种促血管形成细胞因子，如VEGF、bFGF、HGF、IGF-1等[7, 12]。而且在缺血缺氧环境下，ADSCs分泌VEGF等促血管形成因子的能力增强，有利于移植物早期存活[13]。同时，付冰川等[14]在对新鲜分离的脂肪基质血管层细胞影响脂肪移植存活的研究中，通过Dil示踪发现，新生血管中部分血管内皮细胞由移植的ADSCs分化而来。说明ADSCs通过分化为血管内皮细胞的直接作用，以及分泌促血管生成因子的间接作用，参与移植物中的血管化过程。ADSCs的内分泌功能还体现在一些复杂的分泌行为。Rigotti等[15]对受放射性损伤的患者乳房进行脂肪移植后，观察到明显的乳房组织再生和不同阶段向脂肪细胞分化的前体细胞。这种新生组织可能由移植脂肪中的ADSCs分化而来，或是宿主本身的ADSCs被调动至受损部位。目前认为调动宿主本身的ADSCs修复受损部位存在较大可能性，即富含ADSCs的移植脂肪在局部通过干细胞巢原理，调动内源性干细胞资源来再生乳腺组织。干细胞巢理论认为移植的干细胞会形成一个异位干细胞巢，通过分泌复杂的细胞因子至周围组织液，促进新生血管生成和活化宿主自身内源性干细胞和前体细胞，从而促进移植组织的存活[16]。
因此，ADSCs因具有数量充足、获取方便，有多向分化潜能、分泌功能，可促进移植物存活的特性，被认为是脂肪组织工程最有前景的种子细胞。
1.2 ADSCs获取、纯化及扩增方法优化
ADSCs分离培养的经典方法为酶消化法，即通过将低负压注射器抽脂获得的脂肪颗粒进行胶原酶消化，获得富含ADSCs的基质血管成分，培养扩增并自然纯化。除了酶消化法，Bianchi等[7]报道了一种通过温和机械力从脂肪抽吸物中获取脂肪和ADSCs的方法。它是采用该项目组的Lipogems专利系统将脂肪抽吸物加工处理成细小脂肪颗粒，将脂肪颗粒直接接种于培养基即可使ADSCs贴壁。经对比发现，Lipogems加工的脂肪颗粒获得的ADSCs密度高于传统脂肪抽吸物，而且ADSCs中VEGF、HGF等促血管生成因子表达水平也显著高于酶消化法。该方法可能改进人ADSCs的获取、纯化和扩增流程。
2 可注射型组织工程支架
脂肪组织工程需将种子细胞种植于三维支架上，然后将这该支架复合物植入至体内。目前认为对于临床上修复软组织缺损和整形填充，可注射型凝胶为较适宜的支架材料，由此构建的可注射型软组织填充物可多次注射用于大体积隆乳，且修复不规则缺损效果更好。
2.1 可注射型支架材料
2.1.1 胶原蛋白水凝胶
以胶原蛋白为主要组分构建的水凝胶，可根据胶原类型分为Ⅰ型胶原蛋白水凝胶和Ⅱ型胶原蛋白水凝胶。Ⅰ型胶原蛋白较Ⅱ型胶原蛋白更易获取，组织内含量更多，因此研究较多。Neuss等[17]将人ADSCs与Ⅰ型胶原蛋白复合后体外培养，结果显示ADSCs可黏附于该材料上，并保持良好的增殖生长能力。张云松等[18]以Ⅰ型胶原支架与成脂诱导后的ADSCs复合，然后植入裸鼠体内，观察到具有三维结构及功能的新生脂肪组织形成。胶原蛋白水凝胶具有良好的亲水性和孔隙率，与ADSCs复合后营养渗透良好，微循环丰富，有利于细胞增殖和分化。Shaterian等[19]研究建立了胶原蛋白复合细胞模型，1周后即可观察到新生血管形成，最终与宿主形成了丰富血管吻合。另外，胶原水凝胶中加入明胶微球封装的bFGF，可形成生长因子缓释系统，研究表明其能促进组织工程脂肪的血管化形成[20]。
2.1.2 纤维蛋白胶（fibrin
sealant，FS） FS是由血浆中的纤维蛋白原和凝血酶混合后聚合而成的凝胶，通过双联注射器即可实现注射移植。Verseijden等[21]将ADSCs与FS复合植入小鼠体内，构建可注射型组织工程脂肪，结果显示形成的脂肪组织微血管密度明显高于无支架材料对照组；并且体外实验也证实ADSCs与FS复合后，VEGF和HGF分泌量明显高于对照组，成脂转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体也表达上调。国内张云松等[22]也开展了人ADSCs与FS复合构建可注射型组织工程脂肪的研究，结果显示在裸鼠体内长出了血管化良好的脂肪组织新生物，并且FS空白支架组在12周后已完全降解，未对周围组织造成损伤。许兆峰等[23]也进行了类似研究，发现移植6个月后 ADSCs与FS复合组移植物存活且血管化良好。但类似研究中注射的组织量较少，如何促进大剂量注射组织的存活率、增加新生脂肪组织的组织量是亟待解决的问题。
2.1.3 复合水凝胶
单纯组分的水凝胶力学强度和降解速度存在局限，通过与其他材料复合能优化其性能。① 透明质酸衍生物：透明质酸是一种重要的细胞外基质，国外研究人员将其与聚N-异丙基丙烯酰胺聚合形成水凝胶，以降低透明质酸降解速度，构造出一种热敏性可注射型脂肪组织工程支架，将该水凝胶支架与ADSCs复合后植入动物体内显示细胞相容性良好，新生物存活良好[24]。② Ⅰ型胶原蛋白-纤维蛋白复合水凝胶及Ⅱ型胶原蛋白-海藻酸盐复合水凝胶：这两种水凝胶用于软骨组织工程的研究已有报道，胶原蛋白与纤维蛋白形成复合物后可减慢降解速度，与海藻酸盐形成复合物后可增加力学强度，已广泛用于脂肪组织工程研究中[25]。③ 聚L-谷氨酸/海藻酸钠可注射凝胶：聚L-谷氨酸与海藻酸钠共价交联后合成可注射水凝胶，该复合材料较单纯的聚L-谷氨酸具有更好的降解可控性和组织黏附性，体外实验显示该水凝胶支架与ADSCs具有良好的细胞相容性，不过尚缺乏长时间的体内观察[26]。
2.1.4 脱细胞脂肪基质
组织工程研究中脱细胞基质应用越来越受到重视。近年国内外学者以脱细胞脂肪基质作为支架构建可注射型组织工程脂肪，用于修复软组织重建[27-28]。研究通过物理和化学方法脱去脂肪组织中的细胞和油脂成分，最后粉碎成颗粒状，使胶原结构改变以减弱酶降解性，并与ADSCs复合后注射植入大鼠体内，结果显示了良好的组织相容性和稳定性，移植物内部脂肪形成良好，微血管丰富，并且免疫原性弱，无明显炎性反应。
2.2 “活性细胞支架”假说
将ADSCs加入脂肪颗粒中进行的脂肪移植技术称为细胞辅助脂肪移植术（cell-assisted lipotransfer,CAL），相比单纯脂肪颗粒移植具有更高存活率[29-30]。CAL中的脂肪颗粒提供ADSCs贴附、支撑，营造适合ADSCs生长和成脂分化的微环境，并在一定时期后被ADSCs增殖而来的成熟脂肪细胞更替。与组织工程构建的各要素对比发现，CAL中的脂肪颗粒起到了类似脂肪组织工程中支架材料的作用，并且脂肪颗粒中成熟脂肪细胞可通过旁分泌或信号接触而促进ADSCs成脂分化。因此，脂肪颗粒可以理解为是一种特殊的可注射型“活性细胞支架”，CAL则是一种简化的脂肪组织工程，即种子细胞+可注射型“活性细胞支架”，相比完整的脂肪组织工程，其缺少生长因子要素，由此推测在CAL中引入促血管形成生长因子可能会使移植存活率增加。
3 调控ADSCs成脂分化的方法
构建的组织工程脂肪作为软组织填充物植入体内后，ADSCs需要向脂肪细胞定向分化才能发挥修复作用。目前脂肪组织工程研究中普遍采用体外化学诱导法，ADSCs在加入地塞米松、胰岛素、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、吲哚美辛的培养基中可分化为脂肪细胞。另外，最新研究显示BMP-4也能通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体C基因来促进ADSCs向脂肪细胞分化[31]。构建组织工程脂肪过程中，ADSCs由诱导培养基成脂诱导一段时间再与三维支架复合，植入体内后即开始向成熟脂肪细胞转化。化学诱导法具有简单高效的优点，缺点是高浓度试剂对人体可能存在毒性。
共培养作为一种有别于化学诱导法的生物诱导方式逐渐成为研究热点。Wang等[32]的研究证实，ADSCs与嗅鞘细胞共培养过程中可成功分化为嗅鞘样细胞。许海委等[33]将兔来源ADSCs与软骨细胞共培养后也表达软骨细胞标记物。对共培养诱导分化机制进行的研究提示，共培养可能是通过旁分泌、细胞间接触作用和缝隙连接这3种机制发挥诱导作用，可能成为组织工程中诱导种子细胞定向分化的有效方法。但目前尚缺乏将ADSCs与成熟脂肪细胞共培养诱导其向脂肪细胞分化的研究报道，特别是比较共培养和化学诱导法的成脂效率，仍需更多研究。
4 促进组织工程脂肪存活的策略
脂肪组织具有丰富的毛细血管网，以直接营养脂肪细胞。因此，构造微血管化结构保证充足血供，对促进组织工程脂肪的稳定存活具有重要影响[34]。目前研究较多的是采用不同方式引入促血管化的生长因子。
4.1 促血管生成相关因子
4.1.1 VEGF
VEGF具有直接且专一的促进内皮细胞增生、加速新生血管形成的作用。外源性VEGF降解速度快、半衰期短，很难维持稳定的作用浓度。黎洪棉等[35]利用FS具有缓释作用的特性，将ADSCs与含有外源性VEGF的FS支架复合，注射植入裸鼠体内后观察显示，该方法对于增加组织血管化和脂肪组织形成有效。杨波等[36]通过将腺病毒介导VEGF基因导入ADSCs后，与支架复合构建组织工程脂肪，结果显示移植物血管密度较未转染组显著增加，新生物质量也得到提高，说明在组织工程脂肪移植后稳定提供VEGF刺激可促进血管形成，从而提高移植物存活率。
4.1.2 其他生长因子
① 肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）：研究显示HGF相比VEGF具有更强大的促血管生成作用[37]。王有虎等[38]利用重组腺病毒介导HGF成功转染鼠MSCs，结果显示携带HGF基因的MSCs能促进移植颗粒脂肪新生血管形成。但目前HGF转染ADSCs的研究仍局限于体外阶段，对于导入该基因后对脂肪组织工程体内促血管作用以及与VEGF的促血管化作用对比均需要进一步研究。② 富血小板血浆：富血小板血浆含有多种高浓度生长因子，近年研究者将其与FS复合作为生长因子稳定供体，探讨与ADSCs共混后注射植入动物体内构建血管化组织工程脂肪的可行性，结果显示了较好的血管形成和较高的存活率[39]。③ 其他因子：其他促血管生成的生长因子还有bFGF、TGF-β、血管紧张素1等，它们主要以协同作用产生促血管效应，单独研究较少。
4.2 植入方式
研究表明，改善脂肪移植植入方式对增加血运有一定帮助[40]。将组织工程脂肪注射入不同层次腔隙中，增加移植物与周围宿主组织的接触面，可明显改善移植物早期的血氧供应。此外，对宿主植入部位采用预扩张技术减轻植入物所受张力，即预先采用扩张器或注射可被降解的组织以作为临时填充物，可改善移植物血运重建，也为组织再生预留了充足空间，特别是隆乳等注射量较大的部位[41]。
5 总结及展望
目前ADSCs构建可注射型组织工程脂肪的基础研究已取得了较大发展：ADSCs应用潜力已得到证实；实现可注射移植最为关键的支架材料涌现出较多单一水凝胶和复合水凝胶应用方案，亦有脱细胞基质支架研究；对促血管化生长因子的引入进行了多种创新，如生长因子基因导入、明胶微球缓释等。另外，“活性细胞支架”假说以及ADSCs共培养诱导分化的理念有可能促进可注射型组织工程脂肪的构建，但尚需更多研究论证。
但将其用于临床修复软组织缺损和整形填充尚存在以下问题需要解决：① 体外扩增和诱导后的ADSCs移植于人体后会否产生不利影响尚不明确；② 可注射支架材料适宜不同部位和容量的软组织填充所需要的力学强度、降解速度、孔隙率等需要详细量化研究；③ 促血管生成因子或其基因的导入是否会产生畸变有待观察；④ 可注射型脂肪组织工程模型主要是在小型动物体内构建，还需要更大范围填充量、更长随访时间的研究。
尽管面临这些难题，以ADSCs为种子细胞复合可注射型支架材料构建组织工程脂肪仍是极具应用潜力的研究领域，有望为修复软组织缺损和整形填充提供优良、易操作的可注射型填充材料。
先天性和获得性软组织缺损临床常见，面部年轻化以及整形外科中隆乳等需求也越来越多。目前临床对于这类问题的治疗方法存在一定局限：注射透明质酸或胶原填充效果维持时间短，植入假体填充效果不自然，自体脂肪移植由于缺乏微血管而再吸收率高[1-3]。以脂肪干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）作为种子细胞，复合可注射型支架构建组织工程脂肪有可能解决这类问题，其具有以下优势：可稳定存活，具有结构和功能双重修复作用，采用自体种子细胞不产生免疫排斥，无需开放式外科手术，可满足各种形状的填充需要。构建可注射型组织工程脂肪是将成脂诱导分化的ADSCs与可注射型三维支架复合，辅以生长因子促进成活。现对ADSCs构建可注射型组织工程脂肪的研究进展作一综述。
1 种子细胞
构建组织工程脂肪需要有合适的种子细胞，Zuk等[4]首次从脂肪组织中分离出ADSCs，为组织工程提供了一个新的种子细胞来源。
1.1 ADSCs基本特性及优势
Tang等[5]通过基因标记技术证实，ADSCs以干细胞巢形式分布于脂肪组织血管系统周围的间隙中。在吸脂术获得的脂肪抽吸物中，ADSCs含量可达2%左右[6]。因脂肪组织占人体组织比例较高，所以其可能是人体中最大的成体干细胞库。干细胞作为种子细胞的前提是具有多向分化潜能，而ADSCs能向脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、心肌细胞、血管内皮细胞等间叶组织细胞分化，且诱导条件已经明确 [7-8]。另外，ADSCs还能向具有内分泌功能的内脏器官组织细胞分化，在特定培养基中可分化为具有肝细胞表型和功能的肝细胞 [9-10]。Kajiyama等[11]将导入Pdx1基因的ADSCs注射至小鼠尾静脉，结果显示ADSCs定植于小鼠胰腺组织中，并分化为分泌胰岛素的细胞，提示其可用于修复胰腺组织治疗糖尿病。
ADSCs的内分泌功能有利于其参与构建组织工程脂肪。ADSCs能分泌多种促血管形成细胞因子，如VEGF、bFGF、HGF、IGF-1等[7, 12]。而且在缺血缺氧环境下，ADSCs分泌VEGF等促血管形成因子的能力增强，有利于移植物早期存活[13]。同时，付冰川等[14]在对新鲜分离的脂肪基质血管层细胞影响脂肪移植存活的研究中，通过Dil示踪发现，新生血管中部分血管内皮细胞由移植的ADSCs分化而来。说明ADSCs通过分化为血管内皮细胞的直接作用，以及分泌促血管生成因子的间接作用，参与移植物中的血管化过程。ADSCs的内分泌功能还体现在一些复杂的分泌行为。Rigotti等[15]对受放射性损伤的患者乳房进行脂肪移植后，观察到明显的乳房组织再生和不同阶段向脂肪细胞分化的前体细胞。这种新生组织可能由移植脂肪中的ADSCs分化而来，或是宿主本身的ADSCs被调动至受损部位。目前认为调动宿主本身的ADSCs修复受损部位存在较大可能性，即富含ADSCs的移植脂肪在局部通过干细胞巢原理，调动内源性干细胞资源来再生乳腺组织。干细胞巢理论认为移植的干细胞会形成一个异位干细胞巢，通过分泌复杂的细胞因子至周围组织液，促进新生血管生成和活化宿主自身内源性干细胞和前体细胞，从而促进移植组织的存活[16]。
因此，ADSCs因具有数量充足、获取方便，有多向分化潜能、分泌功能，可促进移植物存活的特性，被认为是脂肪组织工程最有前景的种子细胞。
1.2 ADSCs获取、纯化及扩增方法优化
ADSCs分离培养的经典方法为酶消化法，即通过将低负压注射器抽脂获得的脂肪颗粒进行胶原酶消化，获得富含ADSCs的基质血管成分，培养扩增并自然纯化。除了酶消化法，Bianchi等[7]报道了一种通过温和机械力从脂肪抽吸物中获取脂肪和ADSCs的方法。它是采用该项目组的Lipogems专利系统将脂肪抽吸物加工处理成细小脂肪颗粒，将脂肪颗粒直接接种于培养基即可使ADSCs贴壁。经对比发现，Lipogems加工的脂肪颗粒获得的ADSCs密度高于传统脂肪抽吸物，而且ADSCs中VEGF、HGF等促血管生成因子表达水平也显著高于酶消化法。该方法可能改进人ADSCs的获取、纯化和扩增流程。
2 可注射型组织工程支架
脂肪组织工程需将种子细胞种植于三维支架上，然后将这该支架复合物植入至体内。目前认为对于临床上修复软组织缺损和整形填充，可注射型凝胶为较适宜的支架材料，由此构建的可注射型软组织填充物可多次注射用于大体积隆乳，且修复不规则缺损效果更好。
2.1 可注射型支架材料
2.1.1 胶原蛋白水凝胶
以胶原蛋白为主要组分构建的水凝胶，可根据胶原类型分为Ⅰ型胶原蛋白水凝胶和Ⅱ型胶原蛋白水凝胶。Ⅰ型胶原蛋白较Ⅱ型胶原蛋白更易获取，组织内含量更多，因此研究较多。Neuss等[17]将人ADSCs与Ⅰ型胶原蛋白复合后体外培养，结果显示ADSCs可黏附于该材料上，并保持良好的增殖生长能力。张云松等[18]以Ⅰ型胶原支架与成脂诱导后的ADSCs复合，然后植入裸鼠体内，观察到具有三维结构及功能的新生脂肪组织形成。胶原蛋白水凝胶具有良好的亲水性和孔隙率，与ADSCs复合后营养渗透良好，微循环丰富，有利于细胞增殖和分化。Shaterian等[19]研究建立了胶原蛋白复合细胞模型，1周后即可观察到新生血管形成，最终与宿主形成了丰富血管吻合。另外，胶原水凝胶中加入明胶微球封装的bFGF，可形成生长因子缓释系统，研究表明其能促进组织工程脂肪的血管化形成[20]。
2.1.2 纤维蛋白胶（fibrin
sealant，FS） FS是由血浆中的纤维蛋白原和凝血酶混合后聚合而成的凝胶，通过双联注射器即可实现注射移植。Verseijden等[21]将ADSCs与FS复合植入小鼠体内，构建可注射型组织工程脂肪，结果显示形成的脂肪组织微血管密度明显高于无支架材料对照组；并且体外实验也证实ADSCs与FS复合后，VEGF和HGF分泌量明显高于对照组，成脂转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体也表达上调。国内张云松等[22]也开展了人ADSCs与FS复合构建可注射型组织工程脂肪的研究，结果显示在裸鼠体内长出了血管化良好的脂肪组织新生物，并且FS空白支架组在12周后已完全降解，未对周围组织造成损伤。许兆峰等[23]也进行了类似研究，发现移植6个月后 ADSCs与FS复合组移植物存活且血管化良好。但类似研究中注射的组织量较少，如何促进大剂量注射组织的存活率、增加新生脂肪组织的组织量是亟待解决的问题。
2.1.3 复合水凝胶
单纯组分的水凝胶力学强度和降解速度存在局限，通过与其他材料复合能优化其性能。① 透明质酸衍生物：透明质酸是一种重要的细胞外基质，国外研究人员将其与聚N-异丙基丙烯酰胺聚合形成水凝胶，以降低透明质酸降解速度，构造出一种热敏性可注射型脂肪组织工程支架，将该水凝胶支架与ADSCs复合后植入动物体内显示细胞相容性良好，新生物存活良好[24]。② Ⅰ型胶原蛋白-纤维蛋白复合水凝胶及Ⅱ型胶原蛋白-海藻酸盐复合水凝胶：这两种水凝胶用于软骨组织工程的研究已有报道，胶原蛋白与纤维蛋白形成复合物后可减慢降解速度，与海藻酸盐形成复合物后可增加力学强度，已广泛用于脂肪组织工程研究中[25]。③ 聚L-谷氨酸/海藻酸钠可注射凝胶：聚L-谷氨酸与海藻酸钠共价交联后合成可注射水凝胶，该复合材料较单纯的聚L-谷氨酸具有更好的降解可控性和组织黏附性，体外实验显示该水凝胶支架与ADSCs具有良好的细胞相容性，不过尚缺乏长时间的体内观察[26]。
2.1.4 脱细胞脂肪基质
组织工程研究中脱细胞基质应用越来越受到重视。近年国内外学者以脱细胞脂肪基质作为支架构建可注射型组织工程脂肪，用于修复软组织重建[27-28]。研究通过物理和化学方法脱去脂肪组织中的细胞和油脂成分，最后粉碎成颗粒状，使胶原结构改变以减弱酶降解性，并与ADSCs复合后注射植入大鼠体内，结果显示了良好的组织相容性和稳定性，移植物内部脂肪形成良好，微血管丰富，并且免疫原性弱，无明显炎性反应。
2.2 “活性细胞支架”假说
将ADSCs加入脂肪颗粒中进行的脂肪移植技术称为细胞辅助脂肪移植术（cell-assisted lipotransfer,CAL），相比单纯脂肪颗粒移植具有更高存活率[29-30]。CAL中的脂肪颗粒提供ADSCs贴附、支撑，营造适合ADSCs生长和成脂分化的微环境，并在一定时期后被ADSCs增殖而来的成熟脂肪细胞更替。与组织工程构建的各要素对比发现，CAL中的脂肪颗粒起到了类似脂肪组织工程中支架材料的作用，并且脂肪颗粒中成熟脂肪细胞可通过旁分泌或信号接触而促进ADSCs成脂分化。因此，脂肪颗粒可以理解为是一种特殊的可注射型“活性细胞支架”，CAL则是一种简化的脂肪组织工程，即种子细胞+可注射型“活性细胞支架”，相比完整的脂肪组织工程，其缺少生长因子要素，由此推测在CAL中引入促血管形成生长因子可能会使移植存活率增加。
3 调控ADSCs成脂分化的方法
构建的组织工程脂肪作为软组织填充物植入体内后，ADSCs需要向脂肪细胞定向分化才能发挥修复作用。目前脂肪组织工程研究中普遍采用体外化学诱导法，ADSCs在加入地塞米松、胰岛素、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、吲哚美辛的培养基中可分化为脂肪细胞。另外，最新研究显示BMP-4也能通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体C基因来促进ADSCs向脂肪细胞分化[31]。构建组织工程脂肪过程中，ADSCs由诱导培养基成脂诱导一段时间再与三维支架复合，植入体内后即开始向成熟脂肪细胞转化。化学诱导法具有简单高效的优点，缺点是高浓度试剂对人体可能存在毒性。
共培养作为一种有别于化学诱导法的生物诱导方式逐渐成为研究热点。Wang等[32]的研究证实，ADSCs与嗅鞘细胞共培养过程中可成功分化为嗅鞘样细胞。许海委等[33]将兔来源ADSCs与软骨细胞共培养后也表达软骨细胞标记物。对共培养诱导分化机制进行的研究提示，共培养可能是通过旁分泌、细胞间接触作用和缝隙连接这3种机制发挥诱导作用，可能成为组织工程中诱导种子细胞定向分化的有效方法。但目前尚缺乏将ADSCs与成熟脂肪细胞共培养诱导其向脂肪细胞分化的研究报道，特别是比较共培养和化学诱导法的成脂效率，仍需更多研究。
4 促进组织工程脂肪存活的策略
脂肪组织具有丰富的毛细血管网，以直接营养脂肪细胞。因此，构造微血管化结构保证充足血供，对促进组织工程脂肪的稳定存活具有重要影响[34]。目前研究较多的是采用不同方式引入促血管化的生长因子。
4.1 促血管生成相关因子
4.1.1 VEGF
VEGF具有直接且专一的促进内皮细胞增生、加速新生血管形成的作用。外源性VEGF降解速度快、半衰期短，很难维持稳定的作用浓度。黎洪棉等[35]利用FS具有缓释作用的特性，将ADSCs与含有外源性VEGF的FS支架复合，注射植入裸鼠体内后观察显示，该方法对于增加组织血管化和脂肪组织形成有效。杨波等[36]通过将腺病毒介导VEGF基因导入ADSCs后，与支架复合构建组织工程脂肪，结果显示移植物血管密度较未转染组显著增加，新生物质量也得到提高，说明在组织工程脂肪移植后稳定提供VEGF刺激可促进血管形成，从而提高移植物存活率。
4.1.2 其他生长因子
① 肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）：研究显示HGF相比VEGF具有更强大的促血管生成作用[37]。王有虎等[38]利用重组腺病毒介导HGF成功转染鼠MSCs，结果显示携带HGF基因的MSCs能促进移植颗粒脂肪新生血管形成。但目前HGF转染ADSCs的研究仍局限于体外阶段，对于导入该基因后对脂肪组织工程体内促血管作用以及与VEGF的促血管化作用对比均需要进一步研究。② 富血小板血浆：富血小板血浆含有多种高浓度生长因子，近年研究者将其与FS复合作为生长因子稳定供体，探讨与ADSCs共混后注射植入动物体内构建血管化组织工程脂肪的可行性，结果显示了较好的血管形成和较高的存活率[39]。③ 其他因子：其他促血管生成的生长因子还有bFGF、TGF-β、血管紧张素1等，它们主要以协同作用产生促血管效应，单独研究较少。
4.2 植入方式
研究表明，改善脂肪移植植入方式对增加血运有一定帮助[40]。将组织工程脂肪注射入不同层次腔隙中，增加移植物与周围宿主组织的接触面，可明显改善移植物早期的血氧供应。此外，对宿主植入部位采用预扩张技术减轻植入物所受张力，即预先采用扩张器或注射可被降解的组织以作为临时填充物，可改善移植物血运重建，也为组织再生预留了充足空间，特别是隆乳等注射量较大的部位[41]。
5 总结及展望
目前ADSCs构建可注射型组织工程脂肪的基础研究已取得了较大发展：ADSCs应用潜力已得到证实；实现可注射移植最为关键的支架材料涌现出较多单一水凝胶和复合水凝胶应用方案，亦有脱细胞基质支架研究；对促血管化生长因子的引入进行了多种创新，如生长因子基因导入、明胶微球缓释等。另外，“活性细胞支架”假说以及ADSCs共培养诱导分化的理念有可能促进可注射型组织工程脂肪的构建，但尚需更多研究论证。
但将其用于临床修复软组织缺损和整形填充尚存在以下问题需要解决：① 体外扩增和诱导后的ADSCs移植于人体后会否产生不利影响尚不明确；② 可注射支架材料适宜不同部位和容量的软组织填充所需要的力学强度、降解速度、孔隙率等需要详细量化研究；③ 促血管生成因子或其基因的导入是否会产生畸变有待观察；④ 可注射型脂肪组织工程模型主要是在小型动物体内构建，还需要更大范围填充量、更长随访时间的研究。
尽管面临这些难题，以ADSCs为种子细胞复合可注射型支架材料构建组织工程脂肪仍是极具应用潜力的研究领域，有望为修复软组织缺损和整形填充提供优良、易操作的可注射型填充材料。