引用本文： 伍月, 李昆, 張巖, 董佳, 于湄, 田衛東. 脂肪組織促進傷口愈合的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(6): 756-761. doi: 10.7507/1002-1892.201811095 復制
創傷、腫瘤切除等原因導致的頜面部及全身皮膚軟組織缺損發病率逐年增加，造成了一定的經濟、社會和公共衛生負擔[1]。皮膚創面缺損因發生率高、治療費用高，已成為亟待解決的重大醫學及社會問題[2]。脂肪組織是近年來研究的熱點，其結構復雜，不僅細胞種類眾多，脂肪細胞群周圍的網狀樣細胞外基質更是富含多種蛋白。越來越多的研究表明，脂肪組織不僅僅是一個簡單的儲能器官，還作為身體內最大的內分泌器官，通過產生和分泌多種介質，以自分泌和旁分泌方式在表皮和真皮的協同下發揮多種作用[3-4]，調控遠處的靶器官，例如肝臟、骨骼肌、心血管系統、胰腺等[5]。現總結脂肪組織促進傷口愈合的研究進展，分析其臨床應用前景。
1 不同類型細胞促進傷口愈合
脂肪組織中含有多種類型細胞，如脂肪細胞、前脂肪細胞、脂肪干細胞、巨噬細胞、T 細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞、成纖維細胞[6]。其中，脂肪干細胞與 BMSCs 相似，具有成脂、成骨、成軟骨等多向分化潛能[7-8]，并且容易獲取和大規模培養[9]。研究表明，脂肪干細胞具有自我更新、抗氧化、向傷口處遷移、分化成皮膚附屬結構表型、分泌旁分泌信號活化成纖維細胞和角質形成細胞促進傷口愈合和再生的能力，同時低氧條件可以增強脂肪干細胞促進傷口愈合的作用[10-11]。近年來，脂肪組織干細胞凝膠在促進面部年輕化及創傷修復方面呈現廣泛的應用前景[12-13]。
除了脂肪干細胞外，脂肪細胞在調控代謝[14]、免疫[15]及炎癥[16]方面也發揮著重要作用。皮膚傷口愈合及再生的相關研究表明，脂肪細胞可以調控成纖維細胞的募集，是真皮重建的必需因素[17]。再生的脂肪細胞與再生的毛囊之間，在時間和空間上存在著密切關系。皮下脂肪細胞及其祖細胞信號可以促進毛囊再生，進一步完成皮膚傷口修復；同時，毛囊信號又可以刺激脂肪細胞的擴張和再生[18-20]。細菌和真菌可以活化脂肪細胞中的 Toll 和免疫缺陷信號通路[21]，然后脂肪細胞分泌抗菌肽殺滅病原菌[22]。近期有研究發現，脂肪細胞可以通過蠕動方式遷移至傷口位置，在傷口邊緣形成板狀偽足，緊緊密封傷口，形成防止細菌進入的屏障[23]；同時，還可以協同血細胞和巨噬細胞清除傷口碎片，局部釋放抗菌肽對抗病原菌。該研究結果提示，脂肪細胞可以作為參與傷口愈合的相關細胞之一，在修復和再生領域發揮重要作用。
2 細胞外基質促進傷口愈合
脂肪組織不僅有多種類型細胞，還含有豐富的細胞外基質，蛋白多糖和纖維蛋白是兩種主要的細胞外基質蛋白[24]。每個脂肪細胞周圍都被厚厚的細胞外基質（基底膜）圍繞，Ⅳ型膠原蛋白是基底膜的主要成分之一[25]。脂肪組織細胞外基質為細胞黏附和生長提供物理化學支持，并且含有調控血管再生、細胞增殖、細胞遷移和分化過程的信號因子[26]。Flynn[27]通過去除細胞成分，成功制備了脫細胞脂肪組織，最大程度模擬天然脂肪組織細胞外基質結構。脫細胞的目的是去除脂肪組織細胞中的油脂、核酸和產生免疫性的成分，保留內源性成分（例如膠原蛋白和生長因子），維持細胞外基質的生物活性和機械完整性。因脫細胞脂肪組織來源廣泛，制備簡單，無免疫原性，在組織再生、傷口愈合、藥物篩選等方面有巨大的應用潛力，成為學者們關注的焦點[28]。研究者向糖尿病足患者注射同種異體脫細胞脂肪組織外基質，治療結果提示在潰瘍病變前后能有效減輕組織壓力，有助于緩解糖尿病足并且延長患者無潰瘍的時間[29]。
3 旁分泌信號促進傷口愈合
脂肪組織可以產生多種脂肪因子和細胞外囊泡，通過旁分泌方式在皮膚愈合過程中發揮重要作用。脂肪因子包括一些經典的細胞因子、趨化因子、血管活性因子、凝血因子、脂蛋白代謝調控介質及瘦素、脂聯素等[30-31]。
3.1 瘦素
瘦素是第 1 個被鑒定的脂肪因子，它是由瘦素（ob）基因編碼的蛋白質，主要由脂肪細胞產生[32-33]，也存在于胎盤[34]、胃[35]、骨骼肌[36]、腦和腦垂體[37]等組織。研究表明，引起 obese/obese（ob/ob）瘦素缺陷型小鼠傷口愈合延遲的原因是瘦素功能的缺失，全身和局部涂抹瘦素可以加速 ob/ob 小鼠傷口愈合[38-39]。研究表明，瘦素可以作為一種血管生成因子促進血管內皮細胞的增殖及再血管化[40-41]；可以促進傷口的再上皮化[38]；可以作為角質形成細胞的有絲分裂原，活化角質細胞的細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）信號通路，促進角質細胞的增殖及遷移[42]；可以加快角質形成細胞增殖、遷移和血管化來促進皮膚傷口愈合[43]；還可以促進Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白基因的表達，促進傷口部位膠原蛋白的合成，進而加快傷口愈合[44]。在皮膚修復過程中，瘦素還可能參與了免疫調節，可能作為內分泌和免疫系統間的調節劑而發揮作用[45]。瘦素同樣可以促進燒傷[46-47]、口腔黏膜傷口[48-49]和胃潰瘍[50]愈合。
3.2 脂聯素
脂聯素是一種大小為 30 kDa 的脂肪特異性分泌蛋白[51]，在調控胰島素敏感方面發揮重要作用[52-53]。脂聯素缺失或脂聯素受體功能異常都會影響傷口的正常愈合，說明脂聯素直接參與創傷組織的修復[54]。研究表明，脂聯素作為皮下傷口愈合新的調節劑，通過脂聯素受體 1（adiponectin receptor protein 1，AdipoR1）介導傷口愈合作用，上調角蛋白基因的表達和傷口邊緣處再上皮化，促進膠原沉積和皮脂腺結構的形成，促進基底上皮細胞層細胞和皮脂腺細胞的增殖[55]。脂聯素還可以通過角質形成細胞 AdipoR1/AdipoR2 活化 ERK 信號通路，促進角質形成細胞的增殖和遷移，完成皮膚傷口愈合[54]。成纖維細胞是主要的創傷修復細胞，它可以合成膠原蛋白等細胞外基質成分。研究表明，脂聯素和瘦素都可以誘導真皮成纖維細胞的增殖，進而增加膠原蛋白和透明質酸的生成，提示脂聯素對傷口修復具有積極作用[56]。眾所周知，新血管的形成在傷口愈合過程中發揮重要作用。脂聯素可以通過 AMP 依賴的蛋白激酶和蛋白激酶 B 信號，促進血管內皮細胞的增殖遷移及血管再生[57]，脂聯素還可以活化細胞分裂周期蛋白 42 和 Ras 相關 C 3 肉毒素底物 1，促進內皮祖細胞的遷移，從而在血管化和再內皮化方面起重要作用[58]。除了促進皮膚傷口愈合外，脂聯素可以有效地防止內臟組織損傷，例如心肌缺血再灌注損傷[59]、心肌再灌注損傷的機械創傷[60]、大腦和腎缺血再灌注損傷[61-62]、脂聯素抑制脂多糖誘導的急性肺損傷[63]。
3.3 生長因子
脂肪組織可以分泌多種促進皮膚傷口愈合相關的生長因子，如 FGF[64]、IGF-1[65]、肝素結合表皮生長因子樣生長因子[66]、VEGF、血管生成素 1[67]等。有學者對吸脂術獲取的脂肪中促傷口愈合相關因子（例如瘦素、脂聯素、角化細胞生長因子、aFGF、bFGF 和 VEGF）[68]及生長因子（例如 IGF-1 和 PDGF-BB）的含量進行了分析，結果證實脂肪組織中含有大量生長因子[69]。FGF 通過促進成纖維細胞、角質形成細胞增殖遷移和血管內皮細胞血管化，加快皮膚傷口的愈合[70-71]。角化細胞生長因子可以促進創面的再上皮化，VEGF 促進內皮細胞增殖遷移，在血管再生過程中發揮重要作用[72]。
3.4 脂肪組織提取物及外泌體
脂肪組織提取物作為一種無細胞的生物活性物質，不僅含有已知的生長因子，例如 VEGF、FGF-β、IGF-1、血管生成素等，還存在很多未知組分，為細胞增殖、遷移及分化創造良好的微環境，在體內誘導血管和脂肪組織再生[73-74]。 Lopez 等[75]的研究表明，脂肪組織提取物中無細胞成分，蛋白和生長因子濃度恒定，且來自自體，安全性高、操作簡單、來源廣泛、價格低廉，有望用于再生醫學以及傷口治療。與 Lopez 等獲取脂肪組織提取物的方法不同，Bellei 等[76]通過增加對抽脂后收集的液體進行離心去除細胞碎片，得到含有大量具有保護、修復特性的生物活性成分的無細胞液體，將其命名為脂肪組織來源的細胞外部分（AT-Ex）。研究表明，脂肪組織提取物在加快傷口愈合的速度和提高愈合質量方面發揮了重要作用[77-79]。
除了脂肪因子和生長因子外，脂肪組織還通過分泌細胞外囊泡發揮調控作用[80-81]。細胞外囊泡主要分為 3 個類型：微囊泡、凋亡小體、外泌體[82]。其中，外泌體是指細胞通過胞內途徑產生的直徑 30～100 nm 的細胞外囊泡，由 Johnstone 等[83]于 1987 年研究綿羊網織紅細胞過程中發現。體液及細胞來源的外泌體能夠攜帶蛋白質、核酸、脂類等物質參與細胞之間的物質轉導和信號交流，研究表明，終末分化細胞（例如內皮細胞、成骨細胞、神經細胞等）能夠分泌外泌體，促使相應的干細胞成血管內皮分化、成骨分化、成神經分化[84-85]等。脂肪組織中成熟脂肪細胞及其他細胞組分同樣能夠分泌外泌體，在組織再生、血管生成、免疫調節、創面愈合中發揮作用[86-87]。Connolly 等[88]研究證實脂肪形成之前的前成脂細胞能夠產生更多的細胞外囊泡。研究表明，保留腹股溝脂肪能夠加速傷口愈合，瘢痕形成更少，分析原因是脂肪干細胞外泌體可以被成纖維細胞內吞，促進創面成纖維細胞大量增殖、遷移及膠原蛋白合成，從而加快創面修復[86]。通過脂肪組織懸浮培養獲取的脂肪組織浸提液，能夠有效促進脂肪組織工程室模型中血管及脂肪再生[89]。同時，脂肪組織來源的外泌體能夠誘導脂肪干細胞分化及引發脂肪組織再生，促使內皮細胞增殖遷移及血管再生[90]。脂肪組織外泌體與脂肪干細胞外泌體相比，前者具有更好的促進成脂分化能力；高通量測序結果顯示，與脂肪干細胞外泌體相比，脂肪組織外泌體中有 45 種高表達 miRNA，參與調節與創面愈合及組織再生相關的各種信號通路[87]。因此，具有獲取便捷、價格低廉等優點的脂肪組織外泌體有望成為一種創面缺損修復的新方式。
4 展望
在皮膚傷口愈合和再生領域，了解脂肪組織特定作用，有助于更好地理解傷口愈合中各個成分間相互作用機制。脂肪組織作為一種內分泌器官，不但具有取材方便、創傷小等優點，同時能夠以自分泌、旁分泌方式調節機體細胞生物學功能、能量代謝及組織修復再生。探討脂肪組織調控細胞功能及組織再生機制，有望使脂肪組織成為臨床治療皮膚軟組織缺損的一種新方法。
創傷、腫瘤切除等原因導致的頜面部及全身皮膚軟組織缺損發病率逐年增加，造成了一定的經濟、社會和公共衛生負擔[1]。皮膚創面缺損因發生率高、治療費用高，已成為亟待解決的重大醫學及社會問題[2]。脂肪組織是近年來研究的熱點，其結構復雜，不僅細胞種類眾多，脂肪細胞群周圍的網狀樣細胞外基質更是富含多種蛋白。越來越多的研究表明，脂肪組織不僅僅是一個簡單的儲能器官，還作為身體內最大的內分泌器官，通過產生和分泌多種介質，以自分泌和旁分泌方式在表皮和真皮的協同下發揮多種作用[3-4]，調控遠處的靶器官，例如肝臟、骨骼肌、心血管系統、胰腺等[5]。現總結脂肪組織促進傷口愈合的研究進展，分析其臨床應用前景。
1 不同類型細胞促進傷口愈合
脂肪組織中含有多種類型細胞，如脂肪細胞、前脂肪細胞、脂肪干細胞、巨噬細胞、T 細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞、成纖維細胞[6]。其中，脂肪干細胞與 BMSCs 相似，具有成脂、成骨、成軟骨等多向分化潛能[7-8]，并且容易獲取和大規模培養[9]。研究表明，脂肪干細胞具有自我更新、抗氧化、向傷口處遷移、分化成皮膚附屬結構表型、分泌旁分泌信號活化成纖維細胞和角質形成細胞促進傷口愈合和再生的能力，同時低氧條件可以增強脂肪干細胞促進傷口愈合的作用[10-11]。近年來，脂肪組織干細胞凝膠在促進面部年輕化及創傷修復方面呈現廣泛的應用前景[12-13]。
除了脂肪干細胞外，脂肪細胞在調控代謝[14]、免疫[15]及炎癥[16]方面也發揮著重要作用。皮膚傷口愈合及再生的相關研究表明，脂肪細胞可以調控成纖維細胞的募集，是真皮重建的必需因素[17]。再生的脂肪細胞與再生的毛囊之間，在時間和空間上存在著密切關系。皮下脂肪細胞及其祖細胞信號可以促進毛囊再生，進一步完成皮膚傷口修復；同時，毛囊信號又可以刺激脂肪細胞的擴張和再生[18-20]。細菌和真菌可以活化脂肪細胞中的 Toll 和免疫缺陷信號通路[21]，然后脂肪細胞分泌抗菌肽殺滅病原菌[22]。近期有研究發現，脂肪細胞可以通過蠕動方式遷移至傷口位置，在傷口邊緣形成板狀偽足，緊緊密封傷口，形成防止細菌進入的屏障[23]；同時，還可以協同血細胞和巨噬細胞清除傷口碎片，局部釋放抗菌肽對抗病原菌。該研究結果提示，脂肪細胞可以作為參與傷口愈合的相關細胞之一，在修復和再生領域發揮重要作用。
2 細胞外基質促進傷口愈合
脂肪組織不僅有多種類型細胞，還含有豐富的細胞外基質，蛋白多糖和纖維蛋白是兩種主要的細胞外基質蛋白[24]。每個脂肪細胞周圍都被厚厚的細胞外基質（基底膜）圍繞，Ⅳ型膠原蛋白是基底膜的主要成分之一[25]。脂肪組織細胞外基質為細胞黏附和生長提供物理化學支持，并且含有調控血管再生、細胞增殖、細胞遷移和分化過程的信號因子[26]。Flynn[27]通過去除細胞成分，成功制備了脫細胞脂肪組織，最大程度模擬天然脂肪組織細胞外基質結構。脫細胞的目的是去除脂肪組織細胞中的油脂、核酸和產生免疫性的成分，保留內源性成分（例如膠原蛋白和生長因子），維持細胞外基質的生物活性和機械完整性。因脫細胞脂肪組織來源廣泛，制備簡單，無免疫原性，在組織再生、傷口愈合、藥物篩選等方面有巨大的應用潛力，成為學者們關注的焦點[28]。研究者向糖尿病足患者注射同種異體脫細胞脂肪組織外基質，治療結果提示在潰瘍病變前后能有效減輕組織壓力，有助于緩解糖尿病足并且延長患者無潰瘍的時間[29]。
3 旁分泌信號促進傷口愈合
脂肪組織可以產生多種脂肪因子和細胞外囊泡，通過旁分泌方式在皮膚愈合過程中發揮重要作用。脂肪因子包括一些經典的細胞因子、趨化因子、血管活性因子、凝血因子、脂蛋白代謝調控介質及瘦素、脂聯素等[30-31]。
3.1 瘦素
瘦素是第 1 個被鑒定的脂肪因子，它是由瘦素（ob）基因編碼的蛋白質，主要由脂肪細胞產生[32-33]，也存在于胎盤[34]、胃[35]、骨骼肌[36]、腦和腦垂體[37]等組織。研究表明，引起 obese/obese（ob/ob）瘦素缺陷型小鼠傷口愈合延遲的原因是瘦素功能的缺失，全身和局部涂抹瘦素可以加速 ob/ob 小鼠傷口愈合[38-39]。研究表明，瘦素可以作為一種血管生成因子促進血管內皮細胞的增殖及再血管化[40-41]；可以促進傷口的再上皮化[38]；可以作為角質形成細胞的有絲分裂原，活化角質細胞的細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）信號通路，促進角質細胞的增殖及遷移[42]；可以加快角質形成細胞增殖、遷移和血管化來促進皮膚傷口愈合[43]；還可以促進Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白基因的表達，促進傷口部位膠原蛋白的合成，進而加快傷口愈合[44]。在皮膚修復過程中，瘦素還可能參與了免疫調節，可能作為內分泌和免疫系統間的調節劑而發揮作用[45]。瘦素同樣可以促進燒傷[46-47]、口腔黏膜傷口[48-49]和胃潰瘍[50]愈合。
3.2 脂聯素
脂聯素是一種大小為 30 kDa 的脂肪特異性分泌蛋白[51]，在調控胰島素敏感方面發揮重要作用[52-53]。脂聯素缺失或脂聯素受體功能異常都會影響傷口的正常愈合，說明脂聯素直接參與創傷組織的修復[54]。研究表明，脂聯素作為皮下傷口愈合新的調節劑，通過脂聯素受體 1（adiponectin receptor protein 1，AdipoR1）介導傷口愈合作用，上調角蛋白基因的表達和傷口邊緣處再上皮化，促進膠原沉積和皮脂腺結構的形成，促進基底上皮細胞層細胞和皮脂腺細胞的增殖[55]。脂聯素還可以通過角質形成細胞 AdipoR1/AdipoR2 活化 ERK 信號通路，促進角質形成細胞的增殖和遷移，完成皮膚傷口愈合[54]。成纖維細胞是主要的創傷修復細胞，它可以合成膠原蛋白等細胞外基質成分。研究表明，脂聯素和瘦素都可以誘導真皮成纖維細胞的增殖，進而增加膠原蛋白和透明質酸的生成，提示脂聯素對傷口修復具有積極作用[56]。眾所周知，新血管的形成在傷口愈合過程中發揮重要作用。脂聯素可以通過 AMP 依賴的蛋白激酶和蛋白激酶 B 信號，促進血管內皮細胞的增殖遷移及血管再生[57]，脂聯素還可以活化細胞分裂周期蛋白 42 和 Ras 相關 C 3 肉毒素底物 1，促進內皮祖細胞的遷移，從而在血管化和再內皮化方面起重要作用[58]。除了促進皮膚傷口愈合外，脂聯素可以有效地防止內臟組織損傷，例如心肌缺血再灌注損傷[59]、心肌再灌注損傷的機械創傷[60]、大腦和腎缺血再灌注損傷[61-62]、脂聯素抑制脂多糖誘導的急性肺損傷[63]。
3.3 生長因子
脂肪組織可以分泌多種促進皮膚傷口愈合相關的生長因子，如 FGF[64]、IGF-1[65]、肝素結合表皮生長因子樣生長因子[66]、VEGF、血管生成素 1[67]等。有學者對吸脂術獲取的脂肪中促傷口愈合相關因子（例如瘦素、脂聯素、角化細胞生長因子、aFGF、bFGF 和 VEGF）[68]及生長因子（例如 IGF-1 和 PDGF-BB）的含量進行了分析，結果證實脂肪組織中含有大量生長因子[69]。FGF 通過促進成纖維細胞、角質形成細胞增殖遷移和血管內皮細胞血管化，加快皮膚傷口的愈合[70-71]。角化細胞生長因子可以促進創面的再上皮化，VEGF 促進內皮細胞增殖遷移，在血管再生過程中發揮重要作用[72]。
3.4 脂肪組織提取物及外泌體
脂肪組織提取物作為一種無細胞的生物活性物質，不僅含有已知的生長因子，例如 VEGF、FGF-β、IGF-1、血管生成素等，還存在很多未知組分，為細胞增殖、遷移及分化創造良好的微環境，在體內誘導血管和脂肪組織再生[73-74]。 Lopez 等[75]的研究表明，脂肪組織提取物中無細胞成分，蛋白和生長因子濃度恒定，且來自自體，安全性高、操作簡單、來源廣泛、價格低廉，有望用于再生醫學以及傷口治療。與 Lopez 等獲取脂肪組織提取物的方法不同，Bellei 等[76]通過增加對抽脂后收集的液體進行離心去除細胞碎片，得到含有大量具有保護、修復特性的生物活性成分的無細胞液體，將其命名為脂肪組織來源的細胞外部分（AT-Ex）。研究表明，脂肪組織提取物在加快傷口愈合的速度和提高愈合質量方面發揮了重要作用[77-79]。
除了脂肪因子和生長因子外，脂肪組織還通過分泌細胞外囊泡發揮調控作用[80-81]。細胞外囊泡主要分為 3 個類型：微囊泡、凋亡小體、外泌體[82]。其中，外泌體是指細胞通過胞內途徑產生的直徑 30～100 nm 的細胞外囊泡，由 Johnstone 等[83]于 1987 年研究綿羊網織紅細胞過程中發現。體液及細胞來源的外泌體能夠攜帶蛋白質、核酸、脂類等物質參與細胞之間的物質轉導和信號交流，研究表明，終末分化細胞（例如內皮細胞、成骨細胞、神經細胞等）能夠分泌外泌體，促使相應的干細胞成血管內皮分化、成骨分化、成神經分化[84-85]等。脂肪組織中成熟脂肪細胞及其他細胞組分同樣能夠分泌外泌體，在組織再生、血管生成、免疫調節、創面愈合中發揮作用[86-87]。Connolly 等[88]研究證實脂肪形成之前的前成脂細胞能夠產生更多的細胞外囊泡。研究表明，保留腹股溝脂肪能夠加速傷口愈合，瘢痕形成更少，分析原因是脂肪干細胞外泌體可以被成纖維細胞內吞，促進創面成纖維細胞大量增殖、遷移及膠原蛋白合成，從而加快創面修復[86]。通過脂肪組織懸浮培養獲取的脂肪組織浸提液，能夠有效促進脂肪組織工程室模型中血管及脂肪再生[89]。同時，脂肪組織來源的外泌體能夠誘導脂肪干細胞分化及引發脂肪組織再生，促使內皮細胞增殖遷移及血管再生[90]。脂肪組織外泌體與脂肪干細胞外泌體相比，前者具有更好的促進成脂分化能力；高通量測序結果顯示，與脂肪干細胞外泌體相比，脂肪組織外泌體中有 45 種高表達 miRNA，參與調節與創面愈合及組織再生相關的各種信號通路[87]。因此，具有獲取便捷、價格低廉等優點的脂肪組織外泌體有望成為一種創面缺損修復的新方式。
4 展望
在皮膚傷口愈合和再生領域，了解脂肪組織特定作用，有助于更好地理解傷口愈合中各個成分間相互作用機制。脂肪組織作為一種內分泌器官，不但具有取材方便、創傷小等優點，同時能夠以自分泌、旁分泌方式調節機體細胞生物學功能、能量代謝及組織修復再生。探討脂肪組織調控細胞功能及組織再生機制，有望使脂肪組織成為臨床治療皮膚軟組織缺損的一種新方法。