脂肪干细胞胶移植后快速诱导脂肪再生的M2型炎症模式机制研究

Although fat tissue is the most ideal filling material, low retention rate restrict its further clinical application. This is because the survival mechanism underlying adipose transplantation is not well known. Based on our previous findings, the volume retention depend on the neo-adipogenesis which is stimulated by inflammation. However, the long lasting M1 inflammation induced by mature adipocytes necrosis delayed the following tissue regeneration caused by M2 inflammation. Our previous study showed that ECM/SVF-gel, an injectable mixture could be generated by a simple mechanical process and particularly rich in ASCs, vascular endothelial cells (ECs), and native adipose extracellular matrix (ECM). We hypothesize that the predissociation of mature adipocytes would lead to a better result of fat grafting due to enhancement of M2 inflammation. The following research will focus on the mechanism of inflammation after ECM/SVF-gel transplant，including the immune cells mobilization, the optimum intensity and regulation, by using techniques concerning cytobiology, protein biochemistry and to explore the mechanism of inflammation in neo-adipogenesis. This research is believed to be helpful to uncover the mechanism of inflammation of neo-adipogenesis, which will build a strong theoretical basis and provide stable experimental evidence for autologous adipose tissue transplantation.

自体脂肪是最理想的软组织填充剂，但高吸收率限制其广泛临床应用。究其原因，关键在于缺乏对其存活机制的深入了解。课题组前期研究发现，脂肪移植后移植物的主要保存模式为脂肪组织再生，启动这一再生过程的正是移植早期的炎症反应。进一步研究发现，移植早期成熟脂肪坏死可引发强而持久的M1型炎症反应，促进组织再生的M2型炎症反应推迟，这很可能是影响其远期保存的重要因素。据此本研究组通过纯物理手段选择性去除了移植物中的成熟脂肪细胞，构建出一种仅含有细胞外基质及高浓度脂肪来源干细胞的移植物，并且对该产物命名为ECM/SVF-gel。ECM/SVF-gel移植后被发现能被快速诱发脂肪再生并且移植的远期保留率高达80%。本研究将紧紧围绕这个发现，就这种全新的移植组织再生模式展开，采用细胞生物、蛋白生化及免疫组织化学技术，重点研究新移植体系的应用，阐明M2型炎症反应的重要作用，为脂肪移植技术提供理论基础和实验依据。

背景：自体脂肪是最理想的软组织填充剂，但高吸收率限制其广泛临床应用。究其原因，关键在于缺乏对其存活机制的深入了解。课题组前期研究发现，脂肪移植后移植物的主要保存模式为脂肪组织再生，启动这一再生过程的正是移植早期的炎症反应。本研究将紧紧围绕这个发现，就这种全新的移植组织再生模式展开，采阐明M2型炎症反应的重要作用。..方法：通过对SVF-gel进行大剂量辐照，我们移除了SVF-gel中的血管基质片段SVF细胞，我们将这种产物命名为IRR-gel。随后为追踪模型中脂肪再生的细胞学来源，我们将GFP荧光标记转染的脂肪来源干细胞ASCs补充至辐照脱细胞的IRR-gel中，作为IRR-gel的唯一细胞成分，并将其命名为REC-gel。将SVF-gel、IRR-gel和REC-gel三种产物分别进行裸鼠背部皮下移植并进行组织学分析。..重要结果及关键数据：移除了SVF细胞后，IRR-gel难以实现移植物内的脂肪再生，远期保留率大幅降低（SVF-gel 82 ± 7.1% vs. IRR-gel 28±16.07%; p < 0.05)。组织学观察表明IRR-gel移植后血管新生的区域仅局限在移植物外周并伴有脂肪再生，移植物内部未发现脂肪。在移植后期，移植物内部出现慢性M1型炎症并伴有广泛的纤维化。 而REC-gel在移植后部分逆转了IRR-gel远期成脂的不良转归，在移植后90天具有50.17 ±14.82%的体积保留率。通过组织学检查，我们发现添加ASCs后，移植物中出现了由外而内的血管长入伴随着血管旁的岛状脂肪再生现象，这说明ASCs是移植物内部再血管化的关键因素。通过荧光共定位的方法，我们追踪了GFP阳性的ASCs与CD31阳性的血管内皮细胞、Perilipin阳性的新生前脂肪细胞以及αSMA阳性的血管周细胞群的共染情况。 此外，补充ASCs后移植物中的巨噬细胞从M1型向M2型转化，最后通过炎症水平逐步降低，避免了IRR-gel中的严重机化吸收的结果。..意义：我们研究丰富了脂肪移植后组织再生的理论基础。我们发现移植物中脂肪细胞均来源于宿主，而移植物中的ASCs主要分化为血管内皮细胞，另外，ASCs是诱导移植物中M1型炎症向M2型转化的关键调节细胞。