早發(fā)性卵巢功能不全的干細(xì)胞治療進(jìn)展

姚瑤，張麗娜，紀(jì)亞忠*

(1.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院，上海 200092；2.同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院，上海 200065)

早發(fā)性卵巢功能不全(POI)是指女性出現(xiàn)卵巢過(guò)早衰竭的一種病理狀態(tài)，其臨床特點(diǎn)為月經(jīng)紊亂、促卵泡生成素(FSH)水平升高以及雌激素波動(dòng)性下降。臨床診斷POI需同時(shí)具備生化指標(biāo)異常和月經(jīng)紊亂：兩次(間隔4周以上)FSH>25 U/L；月經(jīng)稀發(fā)/閉經(jīng)≥4個(gè)月[1-2]。POI發(fā)病可能與遺傳因素、免疫因素、環(huán)境因素及醫(yī)源性因素等有關(guān)，由于其具體病因和機(jī)制尚不完全清楚，目前沒(méi)有十分有效的治療措施，臨床上使用的激素補(bǔ)充療法雖然能一定程度上緩解癥狀，但是并不能恢復(fù)患者的卵巢功能，還可能增加女性患者中風(fēng)、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌及靜脈血栓等的患病率。

干細(xì)胞是一類永生的或者能夠進(jìn)行無(wú)限自我更新的細(xì)胞，它能夠產(chǎn)生基因型完全相同的子代細(xì)胞，也能夠分化為多種特定的組織細(xì)胞。干細(xì)胞移植技術(shù)采用細(xì)胞學(xué)的方法將干細(xì)胞提取、分離、處理后，將其移植至人體中，以達(dá)到修復(fù)衰老細(xì)胞、重建正常功能組織和細(xì)胞的目的，目前許多研究結(jié)果表明干細(xì)胞能有效用于POI治療。與目前臨床上POI的治療措施相比，干細(xì)胞移植技術(shù)具有安全、無(wú)毒副作用、能直接恢復(fù)患者卵巢功能等優(yōu)點(diǎn)，有望從根本上解決POI這一難題，故而已經(jīng)成為治療POI的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)就不同來(lái)源的干細(xì)胞治療POI的研究進(jìn)展及其機(jī)制作一綜述。

一、胎兒附屬物源性干細(xì)胞

胎兒附屬物包括胎盤(pán)、胎膜、臍帶和羊水，是維持胎兒宮內(nèi)正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要組織。胎兒附屬物源性干細(xì)胞主要通過(guò)干預(yù)相關(guān)信號(hào)通路，調(diào)節(jié)卵巢免疫微環(huán)境及細(xì)胞自噬水平，從而抑制細(xì)胞凋亡；同時(shí)能通過(guò)旁分泌作用誘導(dǎo)卵泡細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)顆粒細(xì)胞增殖，改善卵巢功能，具有來(lái)源廣泛、取材方便及不損傷供者健康等優(yōu)勢(shì)。

1.胎盤(pán)源性間充質(zhì)干細(xì)胞：近年相關(guān)研究顯示，胎盤(pán)源性間充質(zhì)干細(xì)胞能夠通過(guò)抑制顆粒細(xì)胞凋亡、抗炎及免疫調(diào)節(jié)、自分泌和旁分泌等機(jī)制改善POI模型小鼠的卵巢功能。Li等[3]使用透明帶糖蛋白3(ZP3)肽段建立了POI小鼠模型，通過(guò)人胎盤(pán)間充質(zhì)干細(xì)胞(hPMSCs)移植觀察其對(duì)POI的治療效果及機(jī)制；研究發(fā)現(xiàn)hPMSCs移植能夠通過(guò)抑制卵巢內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激IRE1α信號(hào)通路表達(dá)進(jìn)而抑制顆粒細(xì)胞(GCs)的顯著凋亡，降低閉鎖卵泡數(shù)量，促進(jìn)卵泡細(xì)胞的發(fā)育和成熟；hPMSCs移植后，POI小鼠的高促性腺激素水平和低雌激素水平得到逆轉(zhuǎn)，卵泡發(fā)育不良得以改善。Zhang等[4]研究發(fā)現(xiàn)，hPMSCs移植可能是通過(guò)增加卵巢中抗苗勒管激素(AMH)和顆粒細(xì)胞標(biāo)記物FSHR的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制顆粒細(xì)胞凋亡、抑制卵泡閉鎖和促進(jìn)卵泡發(fā)育的目的，從而恢復(fù)POI小鼠的卵巢功能。Lu等[5]通過(guò)尾靜脈注射hPMSCs對(duì)POI模型小鼠進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞移植后的POI小鼠Th1/Th2細(xì)胞因子比值發(fā)生了變化，小鼠體內(nèi)的高IFN-γ水平、高IL-2水平和低IL-4水平得以逆轉(zhuǎn)，表明了hPMSCs移植能夠調(diào)節(jié)卵巢內(nèi)的免疫微環(huán)境，在POI小鼠卵巢功能的恢復(fù)上起了重要的作用。Yin等[6]研究發(fā)現(xiàn)，hPMSCs移植能夠通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路改變POI小鼠體內(nèi)Th17/Tc17和Th17/Treg細(xì)胞的比例，參與調(diào)節(jié)受損的卵巢功能。

2.羊膜干細(xì)胞：羊膜干細(xì)胞是一種對(duì)POI有顯著治療潛力的干細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)羊膜上皮干細(xì)胞(hAEC)和羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(hAMSC)對(duì)POI小鼠模型具有良好療效。Yao等[7]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)hAECs移植治療后，POI小鼠各階段的卵泡數(shù)量均有所增加，其血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1(VEGFR1)和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(VEGFR2)的表達(dá)均有所上調(diào)，POI小鼠卵巢微血管密度(MVD)水平也有明顯升高，推測(cè)hAECs可能是通過(guò)調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGF-A)及其受體的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)血管生成增加和與旁分泌活動(dòng)相關(guān)的卵泡生長(zhǎng)，從而恢復(fù)卵巢功能。Ding等[8]利用環(huán)磷酰胺建立了不同程度的POI小鼠模型，利用羊膜干細(xì)胞移植技術(shù)進(jìn)行治療研究，評(píng)估了hAECs和hAMSCs的治療作用，發(fā)現(xiàn)hAMSCs表現(xiàn)出比hAECs更顯著的細(xì)胞生物學(xué)特征和更強(qiáng)大的促顆粒細(xì)胞增殖的能力，該研究表明hAMSCs是一種比hAECs更有效改善卵巢功能的細(xì)胞類型，在治療POI上表現(xiàn)出了更大的潛力。

3.絨毛膜源性間充質(zhì)干細(xì)胞：目前對(duì)于絨毛膜源性間充質(zhì)干細(xì)胞(cpMSCs)治療POI的研究尚不多。Li等[9]使用環(huán)磷酰胺建立了POI小鼠模型，通過(guò)靜脈注射進(jìn)行cpMSCs移植，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠血清E2水平和FSH水平均得到顯著改善，卵巢中卵泡數(shù)量顯著增加，受損的卵巢功能得以恢復(fù)。說(shuō)明了cpMSCs是一類具有MSCs特性的、安全的干細(xì)胞，能夠在治療POI的干細(xì)胞選擇上提供更多可能性。

4.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞：臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(UCMSC)是干細(xì)胞研究的熱點(diǎn)。Song等[10]建立了由環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI大鼠模型，以尾靜脈注射和卵巢原位移植兩種方式進(jìn)行了UCMSCs移植，發(fā)現(xiàn)UCMSCs移植能夠顯著改善POI大鼠的激素分泌：大鼠血清E2水平顯著回升，F(xiàn)SH水平明顯下降，尾靜脈組AMH水平明顯增高，但原位組AMH水平變化不大；同時(shí)，POI大鼠的次級(jí)卵泡顯著增加，但原始卵泡、初級(jí)卵泡和竇卵泡的數(shù)量無(wú)顯著變化；該研究還發(fā)現(xiàn)UCMSCs移植能夠降低POI大鼠卵巢細(xì)胞凋亡，表明了UCMSCs在POI治療中的有效性和安全性。Zheng等[11]將UCMSCs通過(guò)尾靜脈注射至POI大鼠模型中，研究發(fā)現(xiàn)該措施能夠改善POI大鼠的激素分泌、延長(zhǎng)其發(fā)情周期、促進(jìn)卵泡生長(zhǎng)發(fā)育；同時(shí)引發(fā)POI大鼠卵巢組織中Caspase-3、FSHR的表達(dá)降低，TrkA和NGF的水平增加，證明了UCMSCs移植能通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路改善卵巢功能。Lu等[12]利用順鉑誘導(dǎo)POI大鼠模型，將UCMSCs移植至大鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)其能通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK/mTOR信號(hào)通路抑制卵泡間質(zhì)細(xì)胞的自噬水平，從而恢復(fù)大鼠的卵巢功能。此外，UCMSCs移植還能顯著減少顆粒細(xì)胞的凋亡，UCMSCs中表達(dá)的血紅素加氧酶-1(HO-1)基因能夠激活JNK/Bcl-2信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬和上調(diào)CD8+CD28-T細(xì)胞的循環(huán)，從而幫助恢復(fù)受損的卵巢功能。Yan等[13]在陰道超聲引導(dǎo)下將UCMSCs注射至患者的卵巢中，隨訪發(fā)現(xiàn)大多數(shù)患者的卵巢中出現(xiàn)不同階段的卵泡，卵巢功能得以改善，并且無(wú)一患者出現(xiàn)與治療相關(guān)的嚴(yán)重不良反應(yīng)或并發(fā)癥，為治療的安全性和有效性提供了依據(jù)。

5.臍血源性間充質(zhì)干細(xì)胞：Elfayomy等[14]從人臍帶血中分離出間充質(zhì)干細(xì)胞，并研究了其對(duì)紫杉醇誘導(dǎo)的大鼠POI模型的影響，發(fā)現(xiàn)移植臍血源性間充質(zhì)干細(xì)胞后，POI大鼠的FSH水平顯著降低，E2水平升高，竇卵泡素增加；推測(cè)臍血源性干細(xì)胞可能是通過(guò)修復(fù)卵巢白膜、促進(jìn)卵泡上皮細(xì)胞增殖以及激活CK8/18、TGF-β和PCNA來(lái)修復(fù)卵巢功能。

6.羊水干細(xì)胞：近期羊水干細(xì)胞移植的相關(guān)研究有了新突破。研究表明，人羊水干細(xì)胞(AFCs)移植入POI大鼠模型體內(nèi)后能夠修復(fù)損傷卵巢的結(jié)構(gòu)和功能，其作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制PI3K/PTEN/Akt信號(hào)通路的激活、抑制顆粒細(xì)胞的凋亡以及增加FSHR蛋白的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[15]。

二、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)是研究最廣泛的一種成體干細(xì)胞，移植后可歸巢于卵巢，通過(guò)Wnt/β-catenin和Hippo信號(hào)通路調(diào)節(jié)卵泡生長(zhǎng)，在旁分泌作用下促進(jìn)血管生成，對(duì)卵巢細(xì)胞進(jìn)行基因調(diào)控，從而促進(jìn)卵泡發(fā)育，恢復(fù)卵巢受損功能。El-Derany等[16]將BMSCs靜脈注射至放療誘導(dǎo)的POI大鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)BMSCs能夠定向遷移至大鼠卵巢、子宮中并且上調(diào)了與卵泡生長(zhǎng)成熟有關(guān)的Wnt/β-catenin和Hippo 信號(hào)通路，大鼠的激素水平得以改善，卵巢受損的結(jié)構(gòu)和功能得以恢復(fù)。此外，治療卵巢受損血管也是恢復(fù)卵巢功能中的關(guān)鍵一環(huán)。Shi等[17]認(rèn)為BMSCs通過(guò)旁分泌有助于血管生成。彭靜等[18]研究了同種異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI小鼠模型中的治療作用，發(fā)現(xiàn)BMSCs能夠減少閉鎖卵泡的數(shù)量，增加竇卵泡、次級(jí)卵泡和顆粒細(xì)胞的數(shù)量。同時(shí)，BMSCs移植后，小鼠卵巢卵泡發(fā)育的相關(guān)基因，如Nano3、Nabox和Lhx8的表達(dá)明顯上調(diào)。

三、脂肪來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞

脂肪來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSC)也具有MSC的特性，移植后能通過(guò)旁分泌和免疫調(diào)節(jié)機(jī)制作用于卵巢而發(fā)揮治療作用，逐漸受到研究者的廣泛關(guān)注。Su等[19]建立大鼠POI模型，將分離的ADSC聯(lián)合可溶性膠原支架移植入大鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)ADSC移植一周后主要分布于卵巢的間質(zhì)組織內(nèi)，能通過(guò)旁分泌促進(jìn)卵泡內(nèi)顆粒細(xì)胞增殖和血管生成。此外，ADSC/可溶性膠原支架移植能夠幫助ADSC在卵巢中聚集和存活、分泌更多生長(zhǎng)因子。宋開(kāi)靜等[20]將不同濃度的異體脂肪來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞于POI患者的外周血共同培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)加入ADSCs后CD4+CD25+Foxp3+Treg在CD4+細(xì)胞中所占比例均明顯增高，F(xiàn)oxp3 mRNA的表達(dá)水平有所上調(diào)，說(shuō)明ADSC可能由此促進(jìn)Treg細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，參與POI的治療。

四、外泌體

外泌體是由細(xì)胞分泌的一種包含RNA和蛋白質(zhì)的小囊泡，能夠介導(dǎo)細(xì)胞間通訊。外泌體移植后通過(guò)調(diào)節(jié)PI3K/Akt信號(hào)通路抑制細(xì)胞凋亡，通過(guò)旁分泌和基因調(diào)控作用于卵巢細(xì)胞，從而起到恢復(fù)受損卵巢功能，延緩卵巢功能下降的作用。有研究顯示，干細(xì)胞分泌的外泌體具有抑制雌性小鼠卵巢損傷和緩解與年齡相關(guān)的生育能力下降的功能[21]。Ding等[22]從hAMSCs中獲得了外泌體(hAMSC-Exos)并進(jìn)行了相關(guān)研究，該研究分析了hAMSC-Exos的miRNA譜，發(fā)現(xiàn)hAMSC-Exos含有的miR-320a具有恢復(fù)卵巢功能、增加卵泡數(shù)量、改善激素水平的功能，還能通過(guò)調(diào)節(jié)人絨毛膜促性腺激素(HCG)和卵母細(xì)胞的抗衰老生化酶4(SIRT4)從而降低ROS水平、延緩卵巢功能下降。Ding等[23]研究發(fā)現(xiàn)，hUMSC衍生的外泌體miR-17-5p能夠通過(guò)抑制SIRT7及其下游靶基因的表達(dá)來(lái)恢復(fù)卵巢功能。Yang等[24]研究了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體miR-144-5p對(duì)POI大鼠模型的治療效果，發(fā)現(xiàn)該外泌體移植后，POI大鼠的發(fā)情周期顯著恢復(fù)，竇卵泡數(shù)量有所增加，AMH水平和E2水平上調(diào)，F(xiàn)SH和LH水平降低；該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示miR-144-5p能通過(guò)靶向抑制抑癌基因PTEN來(lái)負(fù)調(diào)節(jié)PI3K/AKT通路，從而減少顆粒細(xì)胞的凋亡，參與卵巢功能的修復(fù)。另一項(xiàng)研究表明，胎盤(pán)來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)上調(diào)大鼠血清中外泌體的抗氧化酶來(lái)降低ROS水平，以此促進(jìn)細(xì)胞增殖、減少細(xì)胞凋亡[25]。

五、其他源性干細(xì)胞

1.經(jīng)血源性間充質(zhì)干細(xì)胞：Noory等[26]從女性月經(jīng)血中分離出間充質(zhì)干細(xì)胞(MenSCs)，將其處理后移植至POI大鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)MenSCs可以通過(guò)旁分泌調(diào)節(jié)Bax和Bcl2基因的表達(dá)、修復(fù)受損卵巢功能，有可能分化為GCs將FSH保持在低水平并防止卵泡排空。Yamchi等[27]研究了CD146+MenSCs對(duì)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI大鼠模型的影響，發(fā)現(xiàn)MenSCs移植治療后POI大鼠的卵巢功能得到明顯改善：卵泡數(shù)量顯著增加、激素水平正?；?、卵巢纖維化減少；同時(shí)觀察到MenSCs移植后大鼠的Smad2、4和TGF-β1轉(zhuǎn)錄水平下調(diào)，介導(dǎo)了MenSCs對(duì)受損卵巢的治療效果。

2.皮膚源性間充質(zhì)干細(xì)胞：Lai等[28]研究了皮膚源性間充質(zhì)干細(xì)胞(SMSC)對(duì)于POI的治療潛力，該研究中紅色熒光蛋白和AMH抗體的免疫染色表明靜脈注射的SMSC能夠遷移至卵巢中發(fā)揮治療作用；PCR結(jié)果顯示SMSC移植后小鼠的促炎因子如TGF-β、TNF-α、IL-8、IL-6等的表達(dá)水平顯著降低，卵子發(fā)生標(biāo)記基因如Nobox、Nanos3、Lhx8的表達(dá)有所增加，表明了SMSC移植可以減少卵巢炎癥，調(diào)控早期卵泡發(fā)生的轉(zhuǎn)錄環(huán)節(jié)，對(duì)損傷的小鼠卵巢具有恢復(fù)作用。

3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞：Liu等[29]將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(IPS)誘導(dǎo)分化的激素敏感性卵巢顆粒樣細(xì)胞(OGLC)注射至環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI小鼠模型中，免疫組織化學(xué)染色表明OGLC強(qiáng)烈表達(dá)AMH、抑制素α、抑制素β等顆粒細(xì)胞標(biāo)志物，病理分析顯示移植后小鼠卵巢組織中閉鎖卵泡數(shù)量減少，成熟卵泡數(shù)量增加，激素水平也趨于正常，說(shuō)明了IPS對(duì)于POI小鼠模型的卵巢形態(tài)和功能的改善具有積極作用。

4.卵巢干細(xì)胞：最近的研究表明，成年哺乳動(dòng)物卵巢中存在分子特征與生殖系祖細(xì)胞/干細(xì)胞一致的細(xì)胞，為POI的治療提供了新的思路[30]。Stimpfel等[31]從7名成年女性的卵巢皮質(zhì)組織中分離出一種干細(xì)胞，并將其命名為卵巢間充質(zhì)干細(xì)胞(PO-MSC)，發(fā)現(xiàn)PO-MSC能夠表達(dá)與MSCs相關(guān)的特征基因，比如CD44、CD105、CD90、M-CAM等；該研究還發(fā)現(xiàn)PO-MSCs具有多能性，可以分化為脂肪細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、成骨細(xì)胞和胰腺細(xì)胞。Besikcioglu等[32]研究了卵巢基質(zhì)干細(xì)胞(OSSC)和BMSCs對(duì)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI大鼠模型的影響，發(fā)現(xiàn)OSSCs對(duì)卵泡的保護(hù)作用更明顯。

六、結(jié)語(yǔ)

POI可導(dǎo)致女性出現(xiàn)不孕及低雌激素相關(guān)癥狀，同時(shí)增加其心理和社會(huì)負(fù)擔(dān)，干細(xì)胞治療為POI患者改善卵巢功能、實(shí)現(xiàn)臨床妊娠帶來(lái)希望。目前大量研究表明，胎兒附屬物源性干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞、其他源性干細(xì)胞以及外泌體具有干細(xì)胞特性和治療POI的有效性。然而，干細(xì)胞治療POI的具體機(jī)制尚不明確，治療POI的最佳干細(xì)胞尚無(wú)定論，若將干細(xì)胞療法應(yīng)用至臨床實(shí)踐中，仍需不斷探索。