本研究的主要作者包括Jiazhou Wu、Ying He、Tao Qian、Zexian Liu、Yanbin Wu、Yazhou Li、Hongyu Jiang、Jianting Ye、Jia Lv、Biao Ma、Endong Luo、Jialiang You、Dingkai Wang、Yun Bai、Junming Zhang、Liang Zuo，以及通讯作者Jiang Peng。研究团队主要来自中国人民解放军总医院第四医学中心骨科研究所，部分作者也隶属于贵州医科大学、中国人民解放军总医院研究生院以及锦州医科大学第一附属医院内分泌科。这项研究发表于期刊《Bioactive Materials》第57卷，于2025年10月24日被接受，并于2025年11月14日在线发表。

该研究的学术领域属于骨组织工程与再生医学。研究旨在解决骨科临床中面临的复杂挑战，如大段骨缺损、骨折延迟愈合或不愈合、以及骨坏死。尽管骨组织工程展现出巨大潜力，但传统方法面临诸多限制：使用骨髓来源的间充质干细胞存在获取创伤大、产量低的问题；而单独使用脂肪来源的间充质干细胞构建的组织又往往缺乏功能性血管网络，影响营养供给和组织存活。此外，骨折愈合过程中的炎症与免疫微环境调控也至关重要，但常被传统组织工程策略所忽略。因此，本研究的目标是开发一种更简单、有效且功能更全面的骨修复策略。研究人员关注到，脂肪组织来源的基质血管组分是一个包含ADSCs、内皮祖细胞、周细胞、造血干细胞和免疫细胞（如巨噬细胞）的异质性细胞群体。SVF易于获取、来源丰富，且其细胞成分天然参与骨修复过程。本研究假设，利用SVF细胞的自组装能力，可以在体外构建出模拟天然组织空间结构、并同时具备成骨、血管生成和免疫调节功能的“血管化骨源性类器官”。研究的核心目标是比较SVF来源的类器官与由单一ADSCs形成的球体在结构、功能和体内修复效能上的差异，并探索其作为骨组织工程新型细胞来源的潜力。

研究的详细工作流程系统而严谨，主要可分为体外构建与表征、功能验证、分子机制探索以及体内疗效评估四个主要阶段，并包含了严格的样本处理与伦理审批前置流程。

首先，在样本获取与细胞分离阶段，研究获得了伦理委员会批准，从50名接受吸脂术的男性患者（年龄20-50岁，平均34.96岁）腹部收集了脂肪组织样本。每个样本独立处理，不进行混合。样本在收集后6小时内进行处理，一部分（5毫升）用于分离原代ADSCs，其余部分用于分离SVF。SVF的分离采用Liberase™酶消化法，离心过滤后获得细胞沉淀。原代ADSCs则通过将SVF细胞接种于培养瓶进行贴壁扩增获得。两种细胞在流式细胞术进行表型鉴定，确认了SVF中ADSCs、EPCs、周细胞、白细胞（特别是巨噬细胞亚型）的比例，而ADSCs群体则高度富集了CD73+/CD90+的间充质干细胞，其他细胞比例极低。

其次，进入类器官构建与基础表征阶段。将SVF细胞和P0代ADSCs以相同的细胞密度（3×10^5个细胞/孔）接种于超低吸附的96孔U型底板中，利用离心法促使细胞自聚集形成球体。SVF细胞形成球体的过程较慢，约72小时完成，而ADSCs仅需12小时。形成的球体随后被分为四组进行培养：SVF生长培养基组、SVF成骨诱导培养基组、ADSC生长培养基组、ADSC成骨诱导培养基组。研究在长达21天的时间里，系统地监测了球体的形态、大小、细胞活力（PrestoBlue assay）、增殖（Ki67免疫荧光染色）和凋亡（TUNEL染色）情况。结果显示，SVF球体虽然初始尺寸小于ADSC球体，但具有更高的增殖活力和更低的凋亡率，尤其在生长培养基条件下能长期维持活力。

接着，是结构与组成分析阶段。通过苏木精-伊红染色、α-微管蛋白免疫荧光染色观察了球体的整体组织结构和细胞骨架形态。更重要的是，研究运用了透射电子显微镜对培养第14天的球体进行了超微结构观察，这在揭示细胞异质性和空间组织方面提供了关键证据。TEM结果显示，SVF-GM球体内部存在富含脂滴的ADSCs、线粒体丰富的细胞、以及具有内皮细胞特征的细长细胞（形成细胞连接），外周则有伸展的ADSCs层和附着其上的具有吞噬溶酶体和微绒毛的细胞（推测为巨噬细胞），细胞外基质丰富。而ADSC-GM球体则表现为紧密堆积的、形态均一的ADSCs。此外，研究采用了多重免疫荧光共定位染色技术，这是一种先进的空间表型分析方法，能够在同一组织切片上依次标记多达五种蛋白。研究在球体形成的第0、7、14、21天，对CD44（ADSCs）、CD31（内皮细胞）、PDGFR（周细胞）、CD68（巨噬细胞）、Vinculin（细胞黏附蛋白）等标志物进行了共定位染色和定量分析。结果清晰地显示，SVF来源的球体在第14天形成了由CD31阳性内皮细胞交织成的管网状结构，周细胞平行排列于旁，巨噬细胞主要分布于外围，呈现出高度组织化的、“类器官”级别的空间结构。而成骨诱导条件会干扰这种网络结构的完整性。

第三阶段是多重生物学功能评估。研究通过组织化学染色和定量PCR，系统评价了SVF类器官和ADSC球体的成骨、成软骨、成脂和血管生成潜能。组织化学染色包括碱性磷酸酶染色、茜素红S染色（矿化结节）、阿尔新蓝染色（软骨基质）和油红O染色（脂滴）。qPCR检测了Runx2、OPN、COL1A1、OSX（成骨），CD31、VEGF（血管生成），SOX9、COL2A1（成软骨），AP2、PPAR-γ2（成脂）等相关基因的表达。结果表明，无论在生长培养基还是成骨诱导培养基中，SVF类器官都表现出比ADSC球体更早、更强的ALP活性和矿化能力。有趣的是，即使在未诱导的SVF-GM组中也检测到一定的成骨活性。在血管生成标志物表达方面，SVF组也显著高于ADSC组。成骨诱导在两种细胞中都上调了成骨基因，但同时也意外地上调了部分成软骨和成脂基因，提示了分化路径间可能存在交叉对话。

第四阶段聚焦于免疫调节功能的探索。首先，研究利用蛋白质微阵列技术分析了培养第14天时各组球体分泌到条件培养基中的120种细胞因子、趋化因子和生长因子。蛋白质组学分析显示，与ADSC-GM相比，SVF-GM组的分泌蛋白谱显著富集于细胞因子信号传导、炎症/免疫调节通路。其次，为了模拟体内炎症微环境，研究用脂多糖刺激SVF和ADSC球体1、3、7天。通过多重免疫荧光染色和qPCR分析发现，SVF类器官在LPS刺激下表现出更强的免疫应答能力，呈现出时空动态调节模式：早期外周促炎因子（如IL-1）和M1型巨噬细胞标志物（CD86）上调，随后促炎反应逐渐减弱，而核心区域抗炎因子（如IL-10）和M2型巨噬细胞标志物（CD206）的表达持续增强并逐渐占据主导。这种双向、空间化的免疫调节模式模拟了天然组织修复过程中的免疫稳态过程，是ADSC球体所不具备的。

第五阶段是蛋白质组学深度分析。研究对培养第14天的四组球体进行了基于质谱的蛋白质组学分析（采用DIA-PASEF技术）。主成分分析和层次聚类热图显示，SVF与ADSC来源的球体具有截然不同的全局蛋白表达谱。基因本体富集分析进一步证实，与ADSC相比，SVF类器官的差异表达蛋白显著富集于细胞因子介导的信号通路、炎症反应和免疫调节过程。此外，生长培养基条件相较于成骨诱导培养基，在两种细胞中都更强烈地富集了与细胞外基质组织和胶原生物合成相关的功能。

最后，进入体内疗效验证阶段。研究建立了裸鼠股骨骨折模型，将培养第14天的各组球体（SVF-GM, SVF-OM, ADSC-GM, ADSC-OM）植入骨折间隙，设立空白对照组和假手术组。移植后4周，通过大体观察、X射线、显微CT以及组织学染色（H&E, Masson三色, 番红O, TRAP, 免疫荧光）评估骨折愈合情况。Micro-CT定量分析显示，SVF-GM和SVF-OM组在骨体积分数和骨矿物密度上表现最佳。组织学结果一致表明，SVF-GM组的骨痂重塑更成熟、新生骨更致密、软骨残留更少、破骨细胞活性更低，骨折愈合质量最高。特别值得注意的是，未经体外成骨诱导的SVF-GM组在促进骨折愈合方面表现优异，甚至优于经过成骨诱导的ADSC-OM组。

本研究的主要结论是，利用脂肪来源的基质血管组分细胞的自组装特性，可以成功构建出一种具有天然组织样空间结构的多功能“血管化骨源性类器官”。这些类器官在无需复杂的外源性因子或支架材料辅助的情况下，就同时具备了优异的成骨、血管生成和动态免疫调节能力。体内实验证明，SVF类器官能显著加速裸鼠的骨折愈合过程。重要的是，SVF类器官的修复效能不依赖于体外预成骨诱导，这简化了临床应用前的制备流程。因此，该研究提出了一种简单、有效且功能全面的骨组织工程新策略，SVF可作为构建骨修复类器官的理想细胞来源。

该研究的亮点与价值体现在多个方面。首先，在研究思路与策略上具有显著新颖性：首次系统地利用未经分离、富含天然细胞异质性的SVF来构建骨修复类器官，而非传统的单一细胞类型（如ADSCs）。这种策略最大程度地保留了与体内微环境相关的多种细胞类型及其相互作用，是构建功能化组织的创新途径。其次，研究揭示了SVF类器官独特且强大的免疫调节功能：通过时空动态分析和空间定位技术，首次详细描绘了SVF类器官在炎症刺激下呈现出的、模拟生理修复过程的双向免疫调节模式（外周促炎/核心抗炎），这超越了传统间充质干细胞主要发挥抗炎作用的认知，为其在炎症性骨病中的应用提供了新视角。第三，研究方法先进且系统全面：结合了多重免疫荧光共定位、透射电镜超微结构观察、蛋白质微阵列分泌组学、以及先进的DIA-PASEF蛋白质组学技术，从宏观形态、微观结构、分子表达、分泌谱和全局蛋白网络等多个层面，深入、立体地揭示了SVF类器官的特性，数据支撑坚实。第四，研究结论具有重要的转化医学价值：证明了SVF类器官在无需体外预分化的情况下即具有卓越的体内成骨能力，这大大简化了细胞治疗产品的制备流程，降低了成本和时间，提高了临床应用的可行性。SVF易于通过微创吸脂术大量获取，使得该策略具有成为个体化、现取现用型骨修复疗法的巨大潜力。

此外，研究中也发现了一些有价值的现象，如成骨诱导培养基可能抑制SVF类器官中血管网络结构的完整性；在分子层面，成骨诱导不仅上调成骨基因，也影响了成软骨和成脂相关基因的表达，提示分化路径间存在复杂的调控网络。这些发现为进一步优化培养条件和深入理解细胞命运调控机制提供了新的研究方向。该工作为骨组织工程领域提供了一个从细胞来源、构建方法到功能验证的完整创新范例，为治疗复杂骨缺损开辟了新的途径。