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发布日期：2022-07-01 点击： 167
干细胞可定向分化为不同胚层的功能细胞，自体移植可修复受损组织、改善组织器官功能。目前在各系统疾病尤其是退行性疾病和器官功能衰竭的治疗中备受重视，被认为是解决这类疾病的新希望。生殖系统疾病多因功能障碍或结构受损导致生殖能力减弱，不同来源的干细胞可通过多种机制改善生殖器官功能，恢复生育能力，已成为目前的研究热点。现就生殖系统疾病的干细胞治疗作用及机制研究进展做一简要综述。
卵巢早衰(POF)
POF以卵巢功能过早衰竭为主要临床表现，临床生殖激素检查多表现为雌激素水平降低和促性腺激素水平增高。目前常规的治疗方法难以恢复卵巢的正常功能，而多种来源干细胞治疗POF的研究已取得了令人振奋的结果，成为临床治疗POF的理想选择。
Chen等的一项针对干细胞治疗POF的荟萃分析显示，纳入研究的多种来源干细胞包括人脐带MSC、脂肪来源的干细胞、源自人诱导的多能干细胞(PSC)的卵巢颗粒样细胞、人羊膜上皮细胞、人脐带血单核细胞、人子宫内膜MSC、骨髓来源的MSC、皮肤来源的MSC及microRNA-17-3p转染的人诱导的PSC，其干细胞移植均可以增加POF模型动物的卵巢重量，平衡血清激素水平，增加妊娠次数以及恢复生育能力，显著改善了POF模型动物的卵巢功能，证明了干细胞移植治疗POF的潜力。
推测干细胞的疗效可能归因于干细胞的分化、归巢和旁分泌功能。
- 1 -骨髓间充质干细胞(BMSC)：
2016 年有研究人员将BMSC移植到10例POF患者卵巢中，数月后患者的Edessy卵巢储备评分(EORS)均有所改善，2例恢复月经，且有1例在11 个月后怀孕并分娩健康足月婴儿。
Gabr等的一项针对30 例POF患者的实验中，有26例在移植了自体BMSC后雌激素、抗苗勒管激素(AMH)水平上升，FSH水平下降，其中18例重新排卵，且有1例自然妊娠。
而在动物实验方面，Mohamed 等对化疗诱导的卵巢功能衰竭模型小鼠的卵巢内注射干细胞，结果发现小鼠卵巢激素水平和卵泡发育均有所改善。
也有研究对静脉注射的BMSC进行了追踪，发现卵巢和髓质中BMSC的数量大于皮质，但在卵泡和黄体中未发现BMSC。
Fu等的研究发现，过表达miR-21的BMSC移植可抑制POF模型大鼠的颗粒细胞凋亡，使卵巢重量和卵泡数量增加、激素水平升高，这可能与过表达mir-21的BMSC下调了凋亡相关基因PTEN和PDCD4表达有关。
而Yang等发现，应用BMSC治疗环磷酰胺诱导的POF模型大鼠的衰竭卵巢时，BMSC来源外泌体中的miR-144-5p抑制颗粒细胞的凋亡，促进卵巢功能的恢复。
Chen等对BMSC先进行了热休克处理，再注入POF模型大鼠的双侧卵巢，结果显示卵巢重量、雌二醇水平以及不同阶段的卵泡数量增加，卵泡刺激素水平下降，颗粒细胞凋亡减少。更重要的是，经过预处理的BMSC对化疗期间的微环境耐受性增强，一定程度上解决了移植细胞存活率低的问题。
- 2 -羊水干细胞(AFSC)：
AFSC形态学特征、免疫表型和中胚层分化潜能与间充质干细胞类似，增殖比MSC更快，可以表达多能性标志物-八聚体结合转录因子(OCT4)。因其处于原始阶段，免疫原性较低、易于获取，为再生医学提供了新的干细胞来源。
Xiao等发现，AFSC移植可以通过预防卵泡闭锁和维持健康卵泡的机制来改善化疗所致POF小鼠的生殖能力，但在体内并未发现AFSC分化成的颗粒细胞和生殖细胞。
另一项针对AFSC外泌体的研究证实，AFSC来源的外泌体通过下调miR-146a和miR-10a两种微小RNA，能够预防化疗所致POF小鼠的卵巢滤泡闭锁，由此认为miR-10a具有作为治疗POF的新型试剂的潜力。
- 3 -胎盘源性MSC(ES-MSC)：
有研究比较了ES-MSC与BMSC对化疗所致POF大鼠卵巢功能的保护作用，发现ES-MSC也可以保护卵巢组织结构，恢复卵巢功能，改善生育能力，且ES-MSC相较于BMSC增殖能力更高，更易获取。
Yoon等发现，人胎盘源性MSC(hES-MSC)能够修复顺铂所致的卵巢结构和功能损伤，妊娠率和活产率也得到显著改善。Liu等则发现，静脉移植ES-MSCs的细胞外囊泡可通过PI3K-AKT信号通路促进颗粒细胞增殖，改善卵巢功能，为干细胞治疗POF提供了另一种思路。
- 4 -脐带MSC(UCMSC)：
Elfayomy等研究发现，人脐带血MSC(hUCMSC)可以通过调节细胞角蛋白8/18(CK 8/18)、转化生长因子-β(TGF-β)和增殖细胞核抗原(PCNA)的组织表达，以及对卵巢上皮细胞和/或间接富集卵巢细胞的直接触发作用来恢复注射紫杉醇后的大鼠卵巢功能，这些分子在调节卵泡发生和抑制胱天蛋白酶3(CASP-3)诱导的细胞凋亡中发挥重要作用。
Wang等的研究也证实了hUCMSC可以促进颗粒细胞增殖，改善卵巢功能，且改善程度与hUCMSC剂量呈正相关。
有研究发现，hUCMSC是通过促进血红素加氧酶-1(HO-1)表达来改善卵巢功能的。
另有研究比较了静脉注射和卵巢原位注射两种移植hUCMSC的方法疗效，结果显示静脉注射组比卵巢原位注射组更有利于恢复卵巢功能，同时检测发现超氧化物歧化酶2和抗凋亡酶的基因CAT表达增加，推测hUCMSC的作用机制与其抗细胞氧化和抗凋亡相关。
子宫属于空腔脏器，干细胞因缺少附着点导致其存活率较低，达不到预期效果，因此人们将干细胞附着于生物材料上以延长其在卵巢组织中的停留时间。
研究者将hUCMSC与可降解的胶原蛋白共同制成凝胶状支架，体外实验发现，胶原/ hUCMSC凝胶支架上的干细胞可以通过叉头状转录因子3a(FOXO3a)和FOXO1的磷酸化激活原始卵泡;体内实验将胶原/ hUCMSC凝胶支架移植到8例POF患者的卵巢中，发现其可改善卵巢整体功能，且移植后2例POF患者妊娠成功。
- 5 -脂肪来源干细胞(ADSC)：
Su等研究发现，胶原/ ADSC的共同移植可以延长ADSC在卵巢中的停留时间，并有助于改善卵巢损伤大鼠的卵巢功能及生育能力。
- 6 -经血来源MSC(MenSCs)：
大多数类型的干细胞要么难以获得，要么获取涉及侵入性操作，而MenSCs比较容易获取。
Wang等认为MenSCs有间充质干细胞样特性，通过小鼠尾静脉输注MenSCs，发现MenSCs可以抑制颗粒细胞凋亡、卵巢间质纤维化，改善卵巢微环境，从而增加卵泡数量，恢复性激素水平，在此过程中发现移植的MenSC定向迁移至卵巢间质，但没有直接分化为卵母细胞。
子宫内膜受损
子宫内膜损伤在临床上较为多见，病因主要为Asherman’s 综合征或称宫腔粘连(IUA)。子宫内膜受损使宫腔部分或全部闭塞，从而导致月经异常、不孕或不良妊娠结局等。
- 1 -骨髓干细胞(BMDSC)：
一项应用BMDSC治疗11例Asherman’s 综合征患者和5例子宫内膜萎缩患者的实验性研究中，15例患者在干细胞治疗2个月后子宫内膜增厚，新生血管形成且月经恢复，其中3 例患者自发怀孕。
动物实验方面，通过尾静脉注射移植BMDSC后，大鼠子宫内膜显著增厚，内膜标记物如细胞角蛋白、波形蛋白、整合素αβγ3和白血病抑制因子的表达显著增强，而促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1β mRNA表达显著下调，故认为BMDSC可能通过其迁移分化和免疫调节发挥作用。
早前有研究发现，在体外适当条件下，BMDSC可向子宫内膜上皮细胞分化，且17β-雌二醇可能在此过程中发挥重要作用。
但Ong等研究发现，在子宫内膜中未观察到骨髓干细胞衍生的基质、粘膜上皮或内皮细胞，而是一些巨噬细胞，这些巨噬细胞在基质中分布广泛，可迁移到上皮和血管区，很容易被误认为是骨髓来源的子宫内膜细胞，据此他们认为骨髓干细胞不太可能分化为子宫内膜基质、上皮细胞和内皮细胞。
但不管其分化结果如何，临床试验和动物实验都证实了BMDSC可改善子宫内膜损伤。
Zhou等将富血小板血浆(PRP)与BMDSC联合应用于IUA模型大鼠，发现PRP激活后通过释放的胰岛素样生长因子1和白细胞介素10促进BMDSC分化，使治疗效果更加显著。
还有研究提取了BMDSC的外泌体注射到IUA小鼠模型中，发现也能够修复受损的子宫内膜，体外培养能促进细胞增殖和细胞迁移。
这些研究都另辟蹊径，从其他角度证实了BMDSC的功效。
- 2 -脐带MSC(UCMSC)：
体外适当条件下，UCMSC可分化为子宫内膜上皮细胞。
有研究者将胶原/UCMSC凝胶支架移植到26 例IUA患者子宫腔中，结果显示患者的平均子宫内膜厚度增加，宫内粘连评分低于治疗前;随访30个月，截止结束时26 例患者中有10例已经怀孕，其中8例分娩，并无明显的并发症。
吴林等使用冻干羊膜联合hUCMSC移植入IUA患者宫腔内，结果显示可有效改善IUA，促进内膜的再生修复。
Zheng等通过标记发现移植的hUCMSC大部分分布于子宫内膜和腺体的间质，上皮则较少，提示hUCMSC具有分化为上皮细胞、血管内皮细胞和雌激素受体细胞的能力，可以增加血液供应，抑制纤维化，并改善IUA模型的生育能力。
- 3 -经血来源MSC(MenSCs)：
一项关于7例重度Asherman’s综合征患者自体移植MenSCs的实验研究发现，有5例患者的子宫内膜厚度显著增厚，其中4例患者接受了冻融胚胎移植，3例成功受孕。
Ma等同样在12例IUA患者的实验中取得良好进展，MenSCs自体移植后，患者均有子宫内膜增厚，且有5 例成功妊娠。
另一项体外研究将hMenSCs移植到子宫内膜机械损伤模型小鼠的子宫腔中，结果显示移植组子宫内膜厚度增加，妊娠率增加，认为MenSCs可能通过促进波形蛋白、血管内皮生长因子(VEGF)和角蛋白的表达促进小鼠子宫内膜病变的修复。
为研究MenSCs的信号通路，Zhu等使用米非司酮损伤人胚胎干细胞，随后与MenSCs共培养，发现MenSCs显著恢复了受损胚胎干细胞的增殖和迁移能力，并且上调了P-AKT，P-p38，VEGF和β-连环蛋白的蛋白表达，因此该研究认为AKT和p38信号通路可能参与了MenSCs恢复细胞损伤的过程。
Chen等则发现与尾静脉注射相比，通过宫内支架移植MenSCs更能促进IUA大鼠子宫内膜再生。Chang等对MenSCs的移植安全性进行了研究，发现移植后IUA大鼠无急性、亚慢性、慢性中毒、感染、肿瘤发生及子宫内膜异位症。
MenSCs优势众多，但对于经血量少甚至闭经的患者，会存在MenSCs收集困难的问题，在临床应用中应加以注意。
- 4 -脂肪来源干细胞(ADSC)：
研究证实，骨髓源性、胚胎源性和经血源性干细胞均对子宫内膜损伤有改善作用，但这些干细胞来源数量少且存在伦理争议、收集困难等实际问题。
ADSC来源广泛，且更易实现自体移植，伦理争议及免疫排斥少，逐渐成为修复子宫内膜的干细胞来源之一。
孔德胜等将ADSC进行原位肌层间注射移植，发现对子宫内膜的改善效果不明显，而使用小肠黏膜下基质与ADSC复合移植后，可显著改善子宫内膜病理形态学指标，促进内膜生长，减少纤维化，提高内膜容受性，改善妊娠结局。
近期的一项研究发现，将含有脂肪干细胞的脂肪组织注入IUA患者的子宫后，患者月经情况得到不同程度的恢复，但并未提高妊娠率。
Zhao等研究证实，ADSC来源的外泌体可促进子宫内膜再生和生育能力恢复，故子宫局部应用ADSC外泌体有望成为治疗严重宫腔粘连和不孕症的一种有前途的治疗策略。
- 5 -胎盘源性 MSC ( PMSC)：
PMSC具有取材无创性、来源丰富、标本易于获取，且免疫原性低，可多向分化等优势，但目前相关研究还比较少。
有研究比较了宫腔局部或尾静脉注射同种异体胎盘间充质干细胞两种方式，发现均可不同程度地修复大鼠子宫内膜损伤组织，增加子宫内膜腺体数量，改善子宫内膜容受性，其中尾静脉组移植取得的效果更佳。
盆腔脏器脱垂(POP)
POP是困扰围绝经期和绝经期患者的一种疾病，常用的治疗方法是植入合成网，然而合成网植入后的严重并发症限制了其应用，因此将干细胞应用于POP的治疗也应运而生，通过将多种干细胞接种到合成网上植入患者体内，以提高网状物的生物相容性，从而改善其生物力学行为，有效修复盆底。
- 1 -子宫内膜间充质干细胞(eMSC)：
eMSC因其存在位置较其他来源的MSC对于修复盆底脏器更具有优势，且更易方便获取，成为一个有潜力的干细胞来源。Chen等在体外诱导eMSC分化为阴道平滑肌细胞(SMC)，为eMSC治疗POP提供了理论基础。
Mukherjee等将eMSC+纳米纤维网植入模型小鼠皮肤创伤处，可以有效减轻急性炎症反应，促进胞外基质合成、血管生成和抗炎基因表达，形成新的胶原，提示eMSC+纳米纤维网能促进创伤愈合，可以作为治疗POP的替代性外科结构。
- 2 -骨骼肌来源干细胞(MDSC)：
MDSC已从人体骨骼肌中分离出来，体外和体内均可分化为骨骼肌肌管、成骨细胞、软骨细胞和神经细胞。研究发现，来自成人组织(如骨髓或骨骼肌)的干细胞比胚胎干细胞具有更低的癌变和免疫排斥风险。
此前研究将MDSC覆盖在支架上植入模型大鼠，结果显示MDSC复合支架可刺激上皮形成并保持适当的组织学外观，促进阴道组织再生修复，推测自体移植MDSC可有效修复阴道。
- 3 -脂肪来源干细胞(ADSC)：
ADSC在体外可被诱导分化为成纤维细胞，将ADSC联合组织工程化筋膜移植入裸鼠皮下，可形成与正常筋膜相似的形态良好的层状结构。因此ADSC有望用来修复POP。
- 4 -脐带间充质干细胞(UCMSC)：
研究显示，UCMSC与筋膜或纳米纤维等结合植入动物模型后，UCMSC组胶原含量高于未结合UCMSC组，提示UCMSC可以调节这种复合体的生物学性能，在盆底医学领域有很大的应用潜力。
综上所述，各种来源的干细胞在生殖健康领域的应用前景是非常广阔的，其中涉及到的机制可能包括：(1)干细胞在适当的诱导条件下分化成靶细胞;(2)干细胞分泌的生长因子可刺激植入成功的干细胞恢复宿主细胞功能;(3)外源性干细胞与内源性干细胞联合修复受损组织功能。
相关研究都取得了令人振奋的结果，但很多问题仍需要我们正视并解决：干细胞应用研究多是动物模型层面，应用于人体的疗效仍需大量临床试验证明;干细胞在靶器官的植入方法和停留时间存在缺陷，很多研究缺乏切实的分化证据;
移植治疗的安全性和有效性需进一步考证，异体来源的干细胞仍存在伦理争议等等。
以上种种仍需医学工作者和研究者进行深入的分析和研究，以期早日实现干细胞在临床上的常规及广泛应用，为广大患者的治疗带来福音。
上一条: 打干细胞可以治疗子宫内膜薄吗？
