再生醫學作為組織工程及分子生物學研究的一個分支，參與人細胞、組織或器官的重建、移植及替代過程，從而達到恢復或形成正常功能的效果。這個領域通過促進自體修復機制來功能性的修復并治愈難以恢復的器官及組織。再生醫學也包括通過實驗室中培養的組織及器官移植于自體不能恢復的個體中。如果重建器官的細胞能夠來源于病人自身的組織，那么這將有效的解決供體器官短缺及器官移植排斥等問題。在再生醫學的研究領域中，基礎性及臨床前的研究能夠幫助克服間充質干細胞在臨床上應用的缺陷。
干細胞為一種具有自我更新能力及多潛能分化能力的細胞種群。干細胞為多種組織、器官的重建及修復和多種疾病的治療帶來了希望。目前，研究的較多的是胚胎干細胞及骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BSCs）.
雖然胚胎干細胞具有巨大的潛能性，但是一些倫理及政治性問題限制了它們的使用。因而，骨髓來源的間充質干細胞被視為潛能性細胞資源。然而，在骨髓來源間充質干細胞的臨床應用中出現了很多問題，如取樣痛苦、死亡率高和細胞收獲效率低等。上述問題迫使研究者們尋找更適合細胞治療的資源。
脂肪組織與骨髓相似，來源于間充質并含有大量的可以簡單獲取的基質部分。近年來的研究指出： 皮下脂肪組織來源的干細胞相較于其他類型干細胞具有取材方便和細胞分離培養簡單的優勢。脂肪組織的初始酶能夠獲得基質-血管（stro-mal vascular fraction,SVF） 成分混合物[1].SVF中的一種初始干細胞種群被 Zuk 等[2]認證并命名為脂肪組織提取物 PLA 細胞。PLA 指脂肪來源的基質細胞、脂肪來源干細胞 ASCs 及能夠在膠原酶消化下立即獲得的細胞。ASCs 具有穩定的生長及增殖能力并能夠在體外向成骨、成軟骨、脂肪、心肌或神經細胞系分化。另外，已有研究在單細胞水平下分離及培養帶有多潛能分化能力的ASCs.
在最近的研究中，通過這些細胞種群使得不同動物模型中移植或注入的 ASCs 的安全性及有效性已經得到探究。此外，一些醫療領域已經開啟了 ASCs 在臨床治療的先河。本文總結了當今ASCs 的臨床數據、治療方法以及他們在不同治療領域中的突破，以期為 ASCs 在再生醫學中的應用研究提供參考。
1 ASCs 在臨床醫學上的應用
1.1 旁分泌
脂肪組織通過分泌細胞因子及生長因子參與機體的內分泌[3].ASCs 分泌大量的上皮生長因子（EGF） 、血管內皮生長因子（VEGF） 、堿性成纖維細胞 生 長 因 子 （bFGF） 、肝 細 胞 生 長 因 子（HGF） 、轉化生長因子-β（TGF-β） 、胰島素樣生長因子（IGF） 及腦源性神經營養因子（BDNF）[4~9],它們也分泌細胞因子如 Flt-3 配體、粒細胞集落刺激因子（G-CSF） 、粒細胞巨噬細胞刺激因子（GM-CSF） 、巨噬細胞集落刺激因子（M-SCF） 、白細胞介素-6（IL-6） 、白細胞介素-7（IL-7） 、白細胞介素-8（IL-8） 、白細胞介素-11（IL-11） 、白細胞介素-12（IL-12） 、白血病抑制因子（LIF） 及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）[4].脂肪組織這種旁分泌因子的分泌很可能導致肥胖癥患者體內上述因子表達量的升高[4].
特別要指出的是這些被 ASCs 分泌的血管生成因子及抗細胞凋亡因子在缺氧的條件下其分泌顯著增加[5,10].HGF 為 ASCs 分泌的主要血管生成因子，他們在 ASCs 旁分泌效應中具有重要的作用。上述因子受到抑制時能夠損傷 ASCs 在缺血性組織中血管生成及重建的效果。敲除 HGF能夠降低 ASCs 促進 EC 增殖的水平并抑制抗性細胞凋亡[5].
1.2 軟組織重建及損傷修復
目前應用于軟組織重建的材料（如膠原蛋白、透明質酸、硅膠及其他填充材料） 具有高成本、免疫原性/致敏性及傳遞傳染性疾病的缺點。
同時，自體脂肪移植具有更廣泛的可利用性。然而，該技術在實際的臨床應用中由于填充材料的滯留受到限制。移植的脂肪組織由于組織吸收體積收縮并導致原始移植體積 20% ~ 90% 的丟失[11].軟組織重建理想的解決方法是促進血管化脂肪組織完整的重建并填充丟失的體積[12].
最近，Frerich 等[13]報道了一種在體外將人脂肪基質細胞及人臍靜脈 ECs 共培養的模型，在模型中，中央腔壁來源的灌注管能形成毛細血管樣網狀物。Kang 等[14]研究開發了一種將人血管化脂肪組織、人 ASCs 及人臍靜脈 ECs 共同培養在3D 水絲綢支架上的組織重建模型。共培養 2 周后，形成了連續的內皮流。此外，已有研究證實將一種體內非培養的 ASCs 移植入鼠模型的脂肪組織，該模型能夠改善填充材料滯留現象。與僅移植脂肪組織相比，與非培養 ASCs 共同移植的脂肪組織在移植后的 6 個月及 9 個月后具有更高的血管密度[15].上述結果可能源于 ASCs 分泌的血管生成因子。
傷口在愈合的過程中可能被一些病理條件阻斷，如糖尿病、輻射及免疫抑制，最終形成難治愈的慢性傷口 .傷口愈合包含的生長因子在不適的條件下能夠促進傷口愈合。然而，由于傷口愈合的復雜機制，其包含了多種不同的生長因子，所以上述方法尚未被證實[6].為了達到最好的效果，所有的生長因子應該連續性使用[16].
血液供應對于傷口愈合非常重要。ASCs 分泌的 VEGF 誘導 ECs 的移動及增殖，增加傷口處血管的數量 .臨床及實驗顯示全層輻射傷口的局部給藥能夠加速傷口愈合的速度 .Kim 等[8]指出 ASCs 在體外創傷模型中能夠促進成纖維的增殖、移動及Ⅰ型膠原蛋白的分泌。上述發現表明 ASCs 能夠促進傷口的愈合。
1.3 骨骼肌重建
對于肌肉損失，目前的治療方法均不能有效恢復肌肉功能。ASCs 在體外能夠分化為軟骨細胞、成骨細胞及心肌細胞，因此能夠用于肌肉骨骼系統組織的重建中。
肌肉組織包含位于基膜下命名為衛星細胞的肌肉祖細胞。這些細胞能夠以分裂及融合的方式用于修復或替代嚴重肌肉損傷或慢性退行性肌肉病變損傷的纖維。然而，慢性疾病中持續的肌肉退化-重建循環導致衛星細胞庫的缺失。另外，體外擴增衛星細胞非常困難且它們極易老化。
ASCs 作為肌肉損傷疾病的細胞治療資源具有易獲得和快速擴增的特征。ASCs 能夠成功的分化為骨骼肌細胞和平滑肌細胞[17].分化的ASCs 具有收縮的功能，與體內的平滑肌細胞相似。通過靜脈注射或直接注射的方式，異體來源的 ASCs 能夠恢復鼠類肌肉損傷模型的肌肉功能且不出現任何的免疫排斥[18].另外的研究中，血漿纖溶酶原活性測定 PLGA 球附屬在 ASCs 誘導的心肌中，被注射到皮下無胸腺的裸鼠后，注射的ASCs 向肌肉細胞分化并再生成新的肌肉組織[15].然而，ASCs 究竟是直接分化為心肌系細胞還是通過細胞融合的方式連接在肌肉纖維中仍不明確。一種猜測是 ASCs 包含上述兩種不同功能的細胞亞單位 .
ASCs 能夠在體內或體外形成類骨質。ASCs結合生化材料能夠用于修復嚴重的骨損傷[19].
另外，ASCs 分泌的骨誘導生長因子，能夠回收宿主骨形成細胞并誘導骨形成[20].ASCs 經過遺傳修飾分泌的骨形成蛋白-2 也具有增強骨愈合的作用。
ASCs 在椎間盤再生、牙周系統再生及肌腱再生中的應用已經被報道。Tobita 等報道指出，移植的 ASCs 在鼠模型中能夠分化為包括牙槽骨、牙骨質及牙周韌帶的牙周組織[21].另外，兔子肌腱損傷部位局部注射的 ASCs 能加速肌腱修復并顯著增強其拉伸強度[22].
