自體脂肪移植廣泛應(yīng)用于整形和重建手術(shù)，但移植脂肪組織往往存活率低，影響療效。因此，深入了解脂肪組織的存活機(jī)制是提高移植物壽命研究的重點(diǎn)。以往研究表明，線粒體是脂肪移植早期氧化應(yīng)激下細(xì)胞能量代謝失衡的主要靶點(diǎn)，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）可通過(guò)隧道納米管（TNTs，一種可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離定向通訊的細(xì)胞間連接方式）轉(zhuǎn)移線粒體，但脂肪干細(xì)胞（ADSCs）介導(dǎo)的線粒體轉(zhuǎn)移在改善脂肪移植存活方面的作用有待研究。近日，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院整形外科醫(yī)院穆大力教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《Free Radic Biol Med》上發(fā)表了題為“Enhancing fat graft survival: thymosin beta-4 facilitates mitochondrial transfer from ADSCs via tunneling nanotubes by upregulating the Rac/F-actin pathway”的文章（華盈生物為該研究提供了蛋白質(zhì)譜檢測(cè)和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序服務(wù)），為ADSCs促進(jìn)移植的機(jī)制提供了新的見(jiàn)解。同時(shí)，本研究為臨床利用胸腺素β-4（Tβ4）延長(zhǎng)脂肪移植物的壽命建立了理論框架，為臨床應(yīng)用提供了重要依據(jù)。
| 01、Tβ4通過(guò)Rac/F-actin途徑影響TNT形成
作者發(fā)現(xiàn)Tβ4處理ADSC后，細(xì)胞增殖和遷移都顯著增加（圖1A）。為了闡明Tβ4對(duì)ADSC的作用機(jī)制，作者通過(guò)蛋白質(zhì)譜檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)Tβ4處理導(dǎo)致胞內(nèi)出現(xiàn)81種差異蛋白，其中45個(gè)上調(diào)蛋白與細(xì)胞骨架如微絲微管形成、細(xì)胞骨架動(dòng)態(tài)重排的SCAR復(fù)合有關(guān)（圖1B、C），表明Tβ4很可能對(duì)TNT的形成具有促進(jìn)作用。作者篩選了與細(xì)胞骨架相關(guān)差異蛋白（圖1D），認(rèn)為T(mén)β4可能通過(guò)上調(diào)Rac/Abi2/Arp2&3/F-actin通路促進(jìn)ADSC中TNT形成。單獨(dú)加入TNT形成抑制劑LAT能夠顯著減少TNT形成（圖1E、F），但是Tβ4可以緩解LAT的作用，拯救Rac/F-actin蛋白的表達(dá)（圖1G），這表明Tβ4對(duì)TNT形成具有顯著影響。
圖1 Tβ4通過(guò)Rac/F-actin途徑影響TNT形成
| 02、Tβ4促進(jìn)線粒體由ADSC向脂肪移植物轉(zhuǎn)移
作者將脂肪組織移植到裸鼠中，發(fā)現(xiàn)Tβ4處理組的脂肪組織表面有一層薄而血管豐富的薄膜（圖2A）。作者對(duì)不同來(lái)源脂肪組織進(jìn)行了染色，發(fā)現(xiàn)Tβ4組的移植物結(jié)構(gòu)顯著更加完整，且較少具有纖維化和炎性浸潤(rùn)（圖2B、C），具有生物活性的脂蛋白陽(yáng)性脂肪細(xì)胞也顯著較高（圖2D）。而后作者通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)β4組和對(duì)照組進(jìn)行了基因表達(dá)譜的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)Tβ4組出現(xiàn)了100個(gè)基因的上調(diào)，且較多富集到血液循環(huán)相關(guān)通路和線粒體相關(guān)通路（圖2E）。綜上表明，Tβ4能夠促進(jìn)TNT形成，并促進(jìn)線粒體轉(zhuǎn)移到移植物，且有助于增強(qiáng)血管生成。
圖2 Tβ4促進(jìn)ADSC來(lái)源線粒體轉(zhuǎn)移至脂肪移植物，增強(qiáng)其存活和血管生成
| 03、外源性Tβ4通過(guò)促進(jìn)線粒體從ADSCs經(jīng)TNTs轉(zhuǎn)移來(lái)改善內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)功能
作者共培養(yǎng)熒光標(biāo)記線粒體的ADSC和臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）后，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)ADSC能夠最高程度介導(dǎo)線粒體轉(zhuǎn)移（圖3A）。作者發(fā)現(xiàn)ADSC來(lái)源線粒體主要通過(guò)TNT轉(zhuǎn)移至HUVEC（圖3B）。為了探究獲取線粒體的HUVEC（HUVECs-mito(+)）發(fā)生的改變，作者分選獲得/未獲得線粒體的HUVEC，發(fā)現(xiàn)HUVECs-mito(+)的遷移能力顯著增加（圖3C、D），與增殖相關(guān)的蛋白也顯著更高表達(dá)（圖3E），且凋亡率（圖3F）、氧化應(yīng)激水平（圖3E）也顯著降低。這表明ADSC經(jīng)TNT轉(zhuǎn)移線粒體能夠顯著改善受體細(xì)胞的各種功能，為T(mén)β4介導(dǎo)的脂肪移植物生存率提高提供了理論依據(jù)。
圖3 外源性Tβ4通過(guò)促進(jìn)線粒體從ADSCs經(jīng)TNTs轉(zhuǎn)移來(lái)改善內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)功能
| 總結(jié)與討論
本研究闡明了ADSCs在脂肪移植中的關(guān)鍵作用，證明了它們通過(guò)TNTs促進(jìn)線粒體轉(zhuǎn)移到脂肪細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的能力。這種細(xì)胞間通訊機(jī)制有效緩解缺氧應(yīng)激，通過(guò)線粒體途徑調(diào)節(jié)減少細(xì)胞凋亡，促進(jìn)血管再生，從而增強(qiáng)移植脂肪組織的存活和整合，且Tβ4治療顯著增加了TNTs的形成和ADSCs線粒體轉(zhuǎn)移的效率。這些發(fā)現(xiàn)不僅加強(qiáng)了脂肪移植存活的細(xì)胞基礎(chǔ)，而且為臨床實(shí)踐開(kāi)辟了新的途徑（從傳統(tǒng)的細(xì)胞輔助脂肪轉(zhuǎn)移過(guò)渡到細(xì)胞器輔助脂肪移植），可以作為改善移植效果的潛在策略，為臨床應(yīng)用提供了重要理論基礎(chǔ)。
| 相關(guān)文獻(xiàn)
Zhang X, Lin Y, Li H, Wang Q, Mu D. Enhancing fat graft survival: thymosin beta-4 facilitates mitochondrial transfer from ADSCs via tunneling nanotubes by upregulating the Rac/F-actin pathway. Free Radic Biol Med. 2025;228:281-298.