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这篇综述聚焦容积性肌肉损失（VML）。组织工程为其治疗带来希望，其中脂肪脱细胞基质（AdECMs）备受关注。文章梳理 AdECMs 促进肌肉再生的研究，分析其制备方法、应用形式、作用机制等，探讨优势与不足，为解决 VML 临床难题提供新思路。
一、引言
容积性肌肉损失（Volume Muscle Loss，VML）是指肌肉损失超过 20% 的不可恢复性损伤，常由创伤、骨折、肿瘤切除或退行性疾病引发，会导致长期功能障碍甚至残疾。目前，自体肌肉组织移植是治疗 VML 的金标准，但存在供体部位肌肉量有限、易感染坏死、受体部位再生效率低以及难以恢复骨骼肌功能等问题。
组织工程通过结合种子细胞、支架材料和生物活性因子，在实验室环境中重建组织和器官，为 VML 治疗带来了新希望。脱细胞基质（decellularized matrices，dECMs）因能模拟原始组织生长微环境、降低免疫原性，在肌肉组织工程中备受青睐，其中包括骨骼肌脱细胞基质（Skeletal Muscle decellularized Matrices，SMdECMs）和脂肪脱细胞基质（Adipose decellularized Matrices，AdECMs）等。
与 SMdECMs 相比，AdECMs 在制备上更简便，来源更丰富，且具有降低纤维化和炎症反应等优势，在肌肉再生方面展现出巨大潜力，但目前其应用潜力尚未完全被挖掘。
二、骨骼肌再生过程
骨骼肌再生是一个高度有序的过程，主要包括退化、再生、重塑和成熟 5 个阶段。在退化阶段，肌肉纤维坏死，巨噬细胞和肌肉卫星细胞（Muscle Satellite Cells，SCs）被招募。再生阶段，SCs 被激活并分化为成肌细胞，同时巨噬细胞从促炎的 M1 亚型极化为抗炎的 M2 亚型。重塑阶段与成肌细胞的收缩特性和血管化相关。成熟阶段，脱细胞基质（dECM）提供的结构和生化信号支持神经再支配和神经肌肉接头形成，为肌肉再生创造有利环境。
三、SMdECMs 和 AdECMs 的成分比较
已有研究表明，SMdECMs 和 AdECMs 的成分存在重叠和差异，这可能是它们虽都有促肌生成作用但效果不同的潜在机制。二者的共同成分包括基底膜、纤连蛋白、多种胶原蛋白、弹性蛋白以及一些生长因子等，这些成分在调节细胞增殖、分化、迁移和维持组织结构功能方面发挥重要作用。
不过，AdECMs 以 I 型胶原为主，SMdECMs 以 IV 型胶原为主。I 型胶原促进成肌细胞增殖迁移，但过量沉积可能导致纤维化和肌肉僵硬；IV 型胶原在促进成肌细胞迁移分化、维持基底膜完整性方面更具优势。此外，AdECMs 含有更多的碱性成纤维细胞生长因子（basic Fibroblast Growth Factor，bFGF）和免疫调节蛋白，在激活肌肉 SCs、调节炎症反应等方面表现更优。
四、用于骨骼肌再生的 AdECM 衍生支架的制备方法
（一）AdECMs 的来源
AdECMs 包括细胞来源和组织来源两种。细胞来源的 AdECMs 由脂肪干细胞（Adipose - Derived Stem Cells，ADSCs）分泌沉积，制备过程复杂且产量有限，难以满足 VML 的治疗需求。组织来源的 AdECMs 则从人体或动物体获取脂肪组织，经脱细胞处理后可制成水凝胶、涂层、大体积支架、生物墨水等多种形式，来源丰富，应用潜力更大。
（二）AdECMs 的脱细胞方法
AdECMs 的制备方法多样，包括物理、化学和生物酶法，常多种方法结合以提高脱细胞效率。物理方法通过模仿冻融循环、高速搅拌、机械粉碎等破坏细胞结构；化学方法利用渗透压、离子和非离子洗涤剂以及有机溶剂溶解细胞质成分、去除脂质和细胞碎片；生物酶如脂肪酶、蛋白水解酶和核酸酶可裂解细胞成分、去除残留脂质，但单独使用效率较低。
与脂肪组织相比，骨骼肌结构复杂，脱细胞条件更为苛刻，常用的骨骼肌脱细胞方法在应用于人体肌肉组织时存在诸多问题，如损伤细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）成分等。因此，在理想的骨骼肌脱细胞方法建立之前，AdECMs 在促肌生成实验中具有重要意义。
（三）AdECMs 的再细胞化方法
SMdECMs 和 AdECMs 的再细胞化方法有所不同，SMdECMs 的再细胞化细胞类型更多样，方法也更丰富，分为体外和体内两种。AdECM 肌肉再生实验中应用的再细胞化方法各有利弊。体外培养操作简单，但存在细胞分布不均、附着效率低等问题，且仅适用于体外实验；水凝胶包封法能保护细胞免受机械损伤，促进细胞均匀分布，但对水凝胶性能要求较高；向支架蒂注射可利用组织天然血管网络实现细胞均匀分布，促进细胞与宿主组织整合，但对手术操作要求高，且灌注压力和时间控制不当会影响细胞活力；直接体内注射法操作简便，但细胞分布不均匀，影响修复效果；生物反应器灌注法有望用于 AdECMs，可提高细胞渗透和均匀分布，但设备和技术要求高、成本高。综合来看，对于 VML 的肌肉再生，向支架蒂直接注射和生物反应器注射是较好的选择。
（四）AdECMs 的应用形式
AdECMs 常见的应用形式包括水凝胶、大体积支架和用于三维生物打印的生物墨水等，涂层形式则用于细胞研究。水凝胶基于胶原自组装形成，不同处理方法会影响其形成效果，如十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate，SDS）处理的 ECM 无法形成水凝胶，而脱氧胆酸钠（Sodium Deoxycholate，SDC）和 Triton X - 100 处理的 ECM 可成功形成三维水凝胶支架。大体积支架更适合 VML 修复，因为 VML 需要大量材料填充缺损。三维生物打印技术可构建高精度组织结构支架，通过调整生物墨水粘度，能为细胞提供适宜生长环境，促进肌肉功能恢复。
五、骨骼肌结构再生和功能恢复的评估
评估骨骼肌结构再生和功能恢复的方法主要有组织学评估、成像评估、功能评估和重量评估。组织学评估通过苏木精 - 伊红、免疫荧光和免疫组化染色，观察肌纤维再生、血管再生、神经再生和纤维化缓解程度；成像评估利用磁共振、超声和计算机断层扫描等技术；功能评估包括肌电图、步态分析和关节活动度评估等；重量评估则是将体重转换为肌肉重量进行分析。不同动物模型的评估方法有所差异，可根据具体情况选择合适的评估方式。
六、AdECMs 促进肌肉再生的机制
（一）AdECM 成分、结构和因子在肌肉再生过程中的作用
基底膜和纤连蛋白对调节细胞增殖、分化和迁移至关重要，在肌肉再生阶段促进成肌细胞向损伤部位移动。基底膜由层粘连蛋白、IV 型胶原和乙酰肝素硫酸蛋白聚糖等组成，各成分相互协作，维持基底膜结构和功能。AdECMs 和 SMdECMs 的共同成分，如 I 型胶原、VI 型胶原、弹性蛋白、bFGF 和血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）等，在提供机械支持、促进细胞增殖和血管生成方面发挥重要作用。
AdECMs 和 SMdECMs 的成分差异也影响肌肉再生效果。AdECMs 中 I 型胶原较多，SMdECMs 中 IV 型胶原较多，二者在促进成肌细胞行为方面各有优劣。此外，AdECMs 含有更多 bFGF 和免疫调节蛋白，以及较高水平的基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMPs），这些成分有助于激活肌肉 SCs、调节炎症反应、减少纤维化。
（二）再细胞化 AdECMs 的骨骼肌再生机制
- ADSCs 促进再细胞化 AdECMs 中 SC 的成肌分化：SCs 在肌肉损伤后被激活，自我更新增殖并分化为成肌细胞，参与新肌肉纤维形成。但 SCs 的自我再生能力有限，难以满足大肌肉缺损的修复需求。ADSCs 作为再细胞化材料，可通过直接作用于 SCs 或调节 ECM，促进 SCs 进入激活状态，表达 Pax7+MyoD-，增加肌肉纤维直径，提高骨骼肌收缩力。研究发现，ADSCs 主要通过分泌细胞外囊泡和可溶性物质促进肌肉再生，其分泌的多种因子可调节免疫、促进血管生成，激活相关信号通路，促进细胞增殖、成肌分化和肌肉再生。
- 成肌细胞促进再细胞化 AdECMs 中 ADSCs 的成肌分化：ADSCs 虽具有多向分化潜能，但在体外培养中向成肌细胞分化的效率较低。研究表明，将 ADSCs 与成肌细胞共培养可提高 ADSCs 的成肌分化效率。例如，L6 细胞可诱导 ADSCs 转化为具有高成肌分化能力的新细胞亚群，这些细胞中存在与钙信号相关的蛋白和剪接因子，可能在成肌分化过程中发挥重要作用。
（三）AdECMs 通过调节局部微环境抑制炎症反应、促进血管生成和神经再生
- 抑制炎症反应：脱细胞材料中的炎症反应主要源于不完全脱细胞，DNA 片段是常见的引发炎症的细胞成分。由于骨骼肌结构复杂，脱细胞效率低，易导致炎症反应和纤维化。AdECMs 能平衡巨噬细胞的 M1 和 M2 表型，下调 M1 型巨噬细胞表面分子 CD80 的表达，减少肿瘤坏死因子 α 释放，抑制氧化应激，同时上调 M2 型巨噬细胞表面分子 CD163 和 CD206 的表达。此外，AdECMs 还可通过增加调节性 T 细胞（Regulatory T cells，Treg）数量，诱导脂肪生成和 M2 极化，招募中性粒细胞，进一步促进 M2 极化，从而抑制炎症反应。
- 促进血管生成：AdECMs 促进 M2 极化，M2d 亚型可增加 VEGF 释放。中性粒细胞分泌的多种酶可裂解 ECM 中的成分，诱导血管生成和基质重塑，为肌肉再生提供充足的血液供应。
- 促进神经再生和功能恢复：AdECMs 在治疗脊髓损伤的实验中表现出神经保护作用，可减少慢性神经退行性变，抑制神经炎症和神经元凋亡。AdECMs 还能招募神经祖细胞，促进其向神经元和少突胶质细胞分化，减少胶质瘢痕形成，上调神经元成熟和轴突再生相关蛋白的表达，促进运动功能恢复。
七、前景与结论
目前，SMdECMs 和 AdECMs 在肌肉再生方面都存在一定局限性。二者的肌肉再生效果有待提高，存在脱细胞不完全、ECM 特性丢失以及批次间差异导致的可重复性差等问题。在促肌生成效果上，都存在纤维化和肌纤维排列不佳的情况，且部分试验缺乏全面的功能评估。在残留细胞成分方面，AdECMs 可能存在细胞碎片残留，引发免疫反应，而 SMdECMs 由于结构复杂，完全脱细胞的技术难度更大。在 ECM 特性保留方面，AdECMs 与骨骼肌再生的自然环境存在差异，SMdECMs 虽能保留较多自然 ECM 成分，但脱细胞过程易造成一定损伤。
目前关于 AdECMs 促肌生成的研究较少，其潜在作用虽已得到证实，但仍需更多实验验证。AdECMs 的脱细胞方法相对成熟，但再细胞化的细胞类型和方法较为单一，后续研究可通过丰富再细胞化细胞类型和方法来提高其促肌生成效果。
在应用形式上，大体积支架更适合 VML 修复，水凝胶则适用于小体积肌肉缺损，如颌面区域。未来可通过添加天然或合成聚合物改善水凝胶对细胞的保护作用，添加抗炎生物因子抑制肌肉形成过程中的纤维化。三维生物打印墨水有望解决大体积支架难以实现再生肌纤维排列的问题，未来研究可重点关注 AdECM 肌肉形成生物墨水。
肌肉形成效果的评估应包括形态和功能评估，且需根据不同动物和建模部位进行定制。当前建模方法多集中在肢体、腹部和膈肌，未来可加强对头面部肌肉建模的研究。此外，AdECMs 和 SMdECMs 促肌生成的机制尚未完全明确，未来需要针对性研究，为后续实验提供有效指导。
