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Free Radic Biol Med|中国医学科学院整形外科医院穆大力团队发现脂肪移植物存活的关键机制
- 分类:华盈视角
- 作者:洋流
- 来源:华盈生物公众号
【概要描述】中国医学科学院整形外科医院穆大力教授课题组发现改善脂肪移植物存活率的关键机制,可作为改善移植效果的潜在方法
Free Radic Biol Med|中国医学科学院整形外科医院穆大力团队发现脂肪移植物存活的关键机制
【概要描述】中国医学科学院整形外科医院穆大力教授课题组发现改善脂肪移植物存活率的关键机制,可作为改善移植效果的潜在方法
- 分类:华盈视角
- 作者:洋流
- 来源:华盈生物公众号
- 发布时间:2025-03-04 16:41
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自体脂肪移植广泛应用于整形和重建手术,但移植脂肪组织往往存活率低,影响疗效。因此,深入了解脂肪组织的存活机制是提高移植物寿命研究的重点。以往研究表明,线粒体是脂肪移植早期氧化应激下细胞能量代谢失衡的主要靶点,间充质干细胞(MSCs)可通过隧道纳米管(TNTs,一种可以实现长距离定向通讯的细胞间连接方式)转移线粒体,但脂肪干细胞(ADSCs)介导的线粒体转移在改善脂肪移植存活方面的作用有待研究。近日,中国医学科学院整形外科医院穆大力教授团队在国际知名期刊《Free Radic Biol Med》上发表了题为“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(华盈生物为该研究提供了蛋白质谱检测和转录组测序服务),为ADSCs促进移植的机制提供了新的见解。同时,本研究为临床利用胸腺素β-4(Tβ4)延长脂肪移植物的寿命建立了理论框架,为临床应用提供了重要依据。
| 01、Tβ4通过Rac/F-actin途径影响TNT形成
作者发现Tβ4处理ADSC后,细胞增殖和迁移都显著增加(图1A)。为了阐明Tβ4对ADSC的作用机制,作者通过蛋白质谱检测,发现Tβ4处理导致胞内出现81种差异蛋白,其中45个上调蛋白与细胞骨架如微丝微管形成、细胞骨架动态重排的SCAR复合有关(图1B、C),表明Tβ4很可能对TNT的形成具有促进作用。作者筛选了与细胞骨架相关差异蛋白(图1D),认为Tβ4可能通过上调Rac/Abi2/Arp2&3/F-actin通路促进ADSC中TNT形成。单独加入TNT形成抑制剂LAT能够显著减少TNT形成(图1E、F),但是Tβ4可以缓解LAT的作用,拯救Rac/F-actin蛋白的表达(图1G),这表明Tβ4对TNT形成具有显著影响。
图1 Tβ4通过Rac/F-actin途径影响TNT形成
| 02、Tβ4促进线粒体由ADSC向脂肪移植物转移
作者将脂肪组织移植到裸鼠中,发现Tβ4处理组的脂肪组织表面有一层薄而血管丰富的薄膜(图2A)。作者对不同来源脂肪组织进行了染色,发现Tβ4组的移植物结构显著更加完整,且较少具有纤维化和炎性浸润(图2B、C),具有生物活性的脂蛋白阳性脂肪细胞也显著较高(图2D)。而后作者通过转录组测序对Tβ4组和对照组进行了基因表达谱的测定,发现Tβ4组出现了100个基因的上调,且较多富集到血液循环相关通路和线粒体相关通路(图2E)。综上表明,Tβ4能够促进TNT形成,并促进线粒体转移到移植物,且有助于增强血管生成。
图2 Tβ4促进ADSC来源线粒体转移至脂肪移植物,增强其存活和血管生成
| 03、外源性Tβ4通过促进线粒体从ADSCs经TNTs转移来改善内皮细胞的生物学功能
作者共培养荧光标记线粒体的ADSC和脐静脉内皮细胞(HUVEC)后,通过流式细胞术发现ADSC能够最高程度介导线粒体转移(图3A)。作者发现ADSC来源线粒体主要通过TNT转移至HUVEC(图3B)。为了探究获取线粒体的HUVEC(HUVECs-mito(+))发生的改变,作者分选获得/未获得线粒体的HUVEC,发现HUVECs-mito(+)的迁移能力显著增加(图3C、D),与增殖相关的蛋白也显著更高表达(图3E),且凋亡率(图3F)、氧化应激水平(图3E)也显著降低。这表明ADSC经TNT转移线粒体能够显著改善受体细胞的各种功能,为Tβ4介导的脂肪移植物生存率提高提供了理论依据。
图3 外源性Tβ4通过促进线粒体从ADSCs经TNTs转移来改善内皮细胞的生物学功能
| 总结与讨论
本研究阐明了ADSCs在脂肪移植中的关键作用,证明了它们通过TNTs促进线粒体转移到脂肪细胞和内皮细胞的能力。这种细胞间通讯机制有效缓解缺氧应激,通过线粒体途径调节减少细胞凋亡,促进血管再生,从而增强移植脂肪组织的存活和整合,且Tβ4治疗显著增加了TNTs的形成和ADSCs线粒体转移的效率。这些发现不仅加强了脂肪移植存活的细胞基础,而且为临床实践开辟了新的途径(从传统的细胞辅助脂肪转移过渡到细胞器辅助脂肪移植),可以作为改善移植效果的潜在策略,为临床应用提供了重要理论基础。
| 相关文献
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.

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