《Breast Cancer》：Efficacy of xeno-free induced mesenchymal stem/stromal cells in enhancing autologous fat graft survival
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为提升乳腺癌术后自体脂肪移植的存活率并克服传统脂肪源性干细胞（ASCs）质量不一的问题，本研究探索了人诱导多能干细胞来源的间充质干细胞（iMSCs）的辅助应用。实验结果显示，iMSCs能显著改善移植脂肪的保留面积，减少纤维化并促进血管新生，其双重作用机制为乳腺重建等再生医学领域提供了标准化的高性能细胞辅助方案。
对于许多经历过乳房切除术的乳腺癌幸存者而言，失去乳房不仅是生理上的创伤，更是一个沉重的心理负担，影响其自尊与社会融入。虽然传统的皮瓣重建能提供永久性解决方案，但手术时间长、创伤大，且供区可能产生并发症。相比之下，自体脂肪移植作为一种微创、手术时间短的重建方式，显得更有吸引力。然而，其临床应用面临着一个严峻的挑战：移植后的脂肪存活率平均只有约50%。脂肪被吸收、中心坏死、形成油性囊肿和钙化等问题，常常让手术效果大打折扣。
为了提升脂肪移植的“成活率”，科学家们将目光投向了脂肪组织自身蕴含的宝藏——脂肪源性干细胞。这些细胞能够通过旁分泌等多种机制，为移植的脂肪“保驾护航”，促进血管生长，抑制细胞死亡，从而提高移植脂肪的存活。遗憾的是，从患者自身脂肪中提取的干细胞，其数量和质量会像指纹一样因人而异，受到供者年龄、健康状况甚至用药史的深刻影响。对于需要大面积重建或年老体弱的患者来说，这无疑是一个巨大的限制。
那么，有没有一种方法能获得质量稳定、性能优异且供应充足的干细胞呢？诱导多能干细胞技术的出现带来了曙光。该技术可以将人体普通的体细胞“重编程”为具有无限增殖和多种分化潜能的干细胞，进而可以将其定向诱导为间充质干细胞。这类由诱导多能干细胞衍生而来的间充质干细胞，在增殖能力、免疫调节和分泌有益因子等方面展现出超越传统成人干细胞的潜力，且能实现标准化、规模化生产，不受供者个体差异的影响。
基于此，一项发表在《Breast Cancer》期刊上的研究，对这类在无外源成分条件下通过神经嵴细胞谱系诱导生成的间充质干细胞进行了深入探究。研究团队旨在系统评估其作为辅助细胞，是否能有效提升自体脂肪移植的存活与整合效果，并探索其背后的作用机制。
为了开展这项研究，研究人员运用了几项关键的技术方法。首先，他们从接受腹壁下动脉穿支皮瓣重建术的乳腺癌患者手术多余组织中，分离并培养了人脂肪源性干细胞作为对照。其次，研究使用了由京都大学iPS细胞研究所提供的、通过神经嵴谱系在无外源条件下诱导生成的人诱导多能干细胞来源间充质干细胞。研究建立了免疫缺陷小鼠模型，将人脂肪组织与磷酸盐缓冲盐水、脂肪源性干细胞或诱导多能干细胞来源间充质干细胞混合后，进行皮下移植，观察28天。最后，综合运用了流式细胞术进行细胞表型鉴定，通过苏木精-伊红染色、Azan Mallory染色和针对von Willebrand因子的免疫组化染色，分别评估脂肪细胞形态、纤维化程度和新生血管情况，并利用抗波形蛋白和抗脂滴包被蛋白A的免疫荧光双染，来探究细胞的成脂分化潜能。
研究结果揭示了以下几方面的重要发现：
1. ASCs与iMSCs的表型特征
通过光学显微镜观察和流式细胞术分析确认，无论是从脂肪组织中分离的干细胞，还是诱导多能干细胞来源的间充质干细胞，均表现出典型的间充质干细胞形态，且高表达阳性标志物（CD105、CD90和CD73），而几乎不表达造血系标志物CD34。这证实了两种细胞都具有标准的间充质干细胞免疫表型。
2. 脂肪组织大小
移植28天后，诱导多能干细胞来源间充质干细胞辅助组的移植脂肪保留面积（相对截面积）显著高于仅用磷酸盐缓冲盐水的对照组，表明诱导多能干细胞来源间充质干细胞有助于更好地维持移植脂肪的体积。但与脂肪源性干细胞辅助组相比，其优势未达到统计学显著差异。
3. 脂肪组织的形态学评估
组织学观察显示，移植脂肪呈现出典型的分区结构：外周包膜、富含活脂肪细胞的区域以及中央的坏死或纤维化区域。所有定量分析均在活脂肪细胞区进行。结果显示，脂肪源性干细胞和诱导多能干细胞来源间充质干细胞辅助组的脂肪细胞平均大小均显著大于对照组，提示细胞辅助可能促进了脂肪细胞的生长或维持。
4. 移植脂肪组织的纤维化
通过Azan Mallory染色定量分析纤维化面积发现，诱导多能干细胞来源间充质干细胞辅助组的纤维化面积最小，且显著小于对照组。这表明诱导多能干细胞来源间充质干细胞可能具有抑制移植后纤维组织增生、改善组织弹性的作用。
5. 移植脂肪组织中的新生血管
针对von Willebrand因子的免疫组化染色显示，新生血管主要集中于移植物与宿主组织的交界处。定量分析表明，脂肪源性干细胞和诱导多能干细胞来源间充质干细胞辅助组的血管新生面积均显著大于对照组。更高的血管密度意味着更好的血液供应和营养输送，这对移植脂肪的长期存活至关重要。
6. 组织学分析
通过免疫荧光双染检测波形蛋白和脂滴包被蛋白的共表达。波形蛋白是间充质细胞的标志，而脂滴包被蛋白是成熟脂肪细胞的标志，两者共定位提示细胞正在进行成脂分化。结果显示，诱导多能干细胞来源间充质干细胞辅助组中，波形蛋白阳性/脂滴包被蛋白阳性细胞的比例显著高于对照组。这暗示移植的诱导多能干细胞来源间充质干细胞可能通过直接分化为脂肪细胞，参与到了脂肪组织的重塑与再生过程中。
结论与讨论部分对研究意义进行了深入阐述。该研究证实，无外源诱导的间充质干细胞能通过多种途径有效增强自体脂肪移植的效果。一方面，它们可能通过强大的旁分泌作用，分泌各种细胞因子和生长因子，促进血管新生、抑制纤维化和细胞凋亡，为移植脂肪创造有利的微环境。另一方面，免疫荧光结果提示，它们还可能直接分化为脂肪细胞，直接补充和更新移植的脂肪组织。这种“双重作用机制”为理解干细胞辅助脂肪移植提供了新的视角。
更重要的是，与来源受限、质量参差不齐的传统脂肪源性干细胞相比，诱导多能干细胞来源间充质干细胞具备可大规模、标准化生产的巨大优势，且不受供者年龄和健康状况的限制，产品质量均一，更符合临床转化和药品生产质量管理规范的要求。这为解决当前脂肪移植中干细胞辅助治疗的瓶颈问题，提供了一条极具潜力的新路径。
当然，研究也指出了当前工作的局限性，例如对移植物大小的评估是基于二维面积而非三维体积，且缺乏细胞追踪技术来直接证明诱导多能干细胞来源间充质干细胞的分化去向。此外，将异体来源的诱导多能干细胞来源间充质干细胞应用于癌症患者时，其免疫相容性和潜在的肿瘤风险也需要在未来进行审慎评估。
总而言之，这项研究为乳腺癌术后重建以及其他需要软组织修复的再生医学领域，展示了一种前景广阔的新型标准化细胞治疗工具。随着对其作用机制和长期安全性的进一步探索，诱导多能干细胞来源间充质干细胞有望引领脂肪移植乃至整个再生医学领域进入一个更高效、更可靠的新时代。
