干細(xì)胞治療宮腔內(nèi)膜粘連相關(guān)分子信號(hào)通路的研究進(jìn)展

馬國(guó)慧 黃艷紅

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院中西醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)系，陜西咸陽(yáng) 712046；

2.西安國(guó)際醫(yī)學(xué)中心醫(yī)院生殖內(nèi)分泌科，陜西西安 710100

宮腔粘連（intrauterine adhesion，IUA），又稱Asheman 綜合征，其發(fā)生與子宮內(nèi)膜的創(chuàng)傷、感染、激素、遺傳和先天子宮畸形等因素相關(guān)，導(dǎo)致宮腔部分或完全粘連。臨床表現(xiàn)包括月經(jīng)不調(diào)、閉經(jīng)、不孕、胚胎植入困難，一些妊娠成功的IUA 患者甚至?xí)霈F(xiàn)胎盤粘連、胎盤植入、早產(chǎn)、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)和胎盤發(fā)育異常等癥狀，也存在無癥狀的宮腔粘連[1-2]。所有這些臨床癥狀都嚴(yán)重影響育齡婦女的月經(jīng)狀況和生育需求，導(dǎo)致不孕不育率逐年增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)的主要治療方案是宮腔鏡下粘連分離術(shù)及激素治療，但此方法復(fù)發(fā)率高且妊娠率低。又因?yàn)镮UA 的具體發(fā)病機(jī)制仍不清楚，目前國(guó)內(nèi)外許多治療方法均不盡如人意。所以近幾年干細(xì)胞治療IUA 成為一個(gè)新興的研究方向，并取得了一定的成績(jī)。本綜述對(duì)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的干細(xì)胞治療IUA 的分子機(jī)制進(jìn)行了總結(jié)，并討論了干細(xì)胞治療I UA 的前景。

1 IUA 發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

子宮內(nèi)膜纖維化和子宮內(nèi)膜再生障礙是IUA 形成的關(guān)鍵。有研究表明，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）是IUA 的一個(gè)可能致病因素，該過程與子宮內(nèi)膜基底層損傷進(jìn)展為子宮內(nèi)膜纖維化后的上皮細(xì)胞再生障礙相關(guān)[3-4]。ΔNp63α 通過DUSP4/GSK-3β/SNAI1 途徑可驅(qū)動(dòng)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞（endometrial epithelial cells，EECs）向上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)子宮內(nèi)膜纖維化[5]。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）-β1 能夠促使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，從而誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜纖維化[6-7]。研究表明，TGF-β1 在IUA 動(dòng)物模型和人類子宮內(nèi)膜樣本中均升高，并可能通過Smad3 信號(hào)傳導(dǎo)增強(qiáng)IUA 纖維化[8]。綜合以上研究，只有更加明確IUA 的發(fā)病機(jī)制，才能對(duì)疾病進(jìn)程進(jìn)行更準(zhǔn)確的治療。

2 干細(xì)胞治療IUA 的相關(guān)研究

干細(xì)胞最初是未分化的細(xì)胞，沒有明顯的形態(tài)學(xué)特征，具有廣泛的分化潛能及自我更新再生能力。研究表明，利用間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）治療IUA 能夠修復(fù)受損的子宮內(nèi)膜損傷及減少子宮內(nèi)膜纖維化等現(xiàn)象[9]。研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞在治療IUA 主要表現(xiàn)為其旁分泌作用促使IUA 病灶部位的新生血管重塑，顯著地抑制炎癥反應(yīng)。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞[10]、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體[11]及人羊膜上皮細(xì)胞[12]都被證實(shí)了，能夠有效治療IUA 的大鼠，并且研究中均未發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的不良反應(yīng)。目前，大量的研究致力于挖掘干細(xì)胞在治療IUA 過程中的相關(guān)分子機(jī)制，為了更好地開發(fā)干細(xì)胞療法在IUA 中的治療前景。接下來，將從干細(xì)胞及其衍生的外泌體在IUA 治療中的相關(guān)信號(hào)通路及機(jī)制進(jìn)行闡述。

2.1 抑制DUSP4/GSK-3β/SnaI1 信號(hào)

破壞上皮穩(wěn)態(tài)的常見表型是EMT，即上皮細(xì)胞的表型改變且失去極性，繼而獲得間質(zhì)表型和活動(dòng)性[13]。ΔNp63α 是上皮細(xì)胞中p63 的主要形式[14]。在子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中，ΔNp63α 可以使具有促進(jìn)EMT功能基因的轉(zhuǎn)錄水平提高，在IUA 患者中，ΔNp63α?xí)T導(dǎo)SNAI1 信號(hào)的激活，同時(shí)誘導(dǎo)EMT 促進(jìn)分子DUSP4 的表達(dá)，從而下調(diào)子宮內(nèi)膜中SNAI1 的抑制劑GSK-3β 的表達(dá)水平[15]。同時(shí)，研究報(bào)道，在IUA 患者宮腔內(nèi)注射自體骨髓干細(xì)胞能夠減少了ΔNp63α+譜系，恢復(fù)子宮內(nèi)膜對(duì)性激素的響應(yīng)，減輕子宮內(nèi)膜纖維化，從而獲得了成功妊娠，并最終分娩了足月嬰兒[16]。堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）被認(rèn)為能夠逆轉(zhuǎn)ΔNp63α 的高表達(dá)激活的DUSP4/GSK3β/SnaI1 通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促使子宮內(nèi)膜的功能得以重建，因此自體骨髓干細(xì)胞可能通過逆轉(zhuǎn)ΔNp63α 的高表達(dá)造成的DUSP4/ GSK-3β/Snal1 信號(hào)通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而有效治療IUA。

2.2 TGF-β1/Smad 信號(hào)通路治療IUA

TGF-β1/Smad 途徑被證明在誘導(dǎo)各種器官纖維化的分子網(wǎng)絡(luò)中起主導(dǎo)作用[17]。TGF-β1 在誘導(dǎo)和促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞分化和增殖、分泌細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)成分方面起著關(guān)鍵作用，是啟動(dòng)和終止TGF-β1/Smad 信號(hào)通路下游組織修復(fù)的主要細(xì)胞因子。TGF-β1 通過與其受體結(jié)合，激活Smad 途徑，將外環(huán)境中的信號(hào)傳遞到細(xì)胞中，然而在不受控制的纖維化反應(yīng)的組織中，TGF-β1 的表達(dá)會(huì)出現(xiàn)明顯上調(diào)。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）衍生的外泌體（exosome，Exo）能夠抑制局部抗炎作用，可逆轉(zhuǎn)EMT[18]。Liu 等[19]發(fā)現(xiàn)，Exo可能通過阻斷TGF-β1/Smad 信號(hào)通路并促進(jìn)IUA的子宮內(nèi)膜修復(fù)。此外，臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（umbilical cord-derived MSCs，UC-MSCs）可以通過減少IUA 大鼠模型中纖維化標(biāo)志物α-SMA 和TGF-β的表達(dá)，來修復(fù)子宮內(nèi)膜的損傷[20]。以上研究表明，抑制TGF-β1/Smad 信號(hào)通路是治療IUA 潛在的靶點(diǎn)。

2.3 Akt-ERK 信號(hào)通路

子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MenSCs）是一種非侵入性獲得的、符合倫理要求的自體干細(xì)胞來源，其在血管生成、血管生成、增殖和遷移等方面發(fā)揮重要作用[21]。研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠子宮內(nèi)膜損傷模型中，MenSCs 移植促進(jìn)血管形成顯著高于對(duì)照組，表明MenSCs 可以在子宮內(nèi)膜修復(fù)期間促進(jìn)受損子宮內(nèi)膜的血管重建和血管生成[22]。Zhang 等[23]發(fā)現(xiàn)MenSCs-CM 可以促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）的血管生成，這一觀察部分可以解釋為MenSCs-CM 對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡和細(xì)胞遷移的影響。Akt 和ERK 的激活在Men-SCs-CM 誘導(dǎo)的血管生成中至關(guān)重要，同時(shí)，Men SCs-CM 誘導(dǎo)的血管生成可被Akt-ERK 抑制劑逆轉(zhuǎn)。MenSCs-CM 通過激活HUVECs 中的Akt-ERK 通路，誘導(dǎo)eNOS、VEGFA、VEGFR1、VEGFR2 和Tie2 的過表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和血管生成[24]，這說明激活A(yù)kt-ERK 信號(hào)通路能夠誘導(dǎo)血管生成以治療IUA。

2.4 炎癥抑制

由于MSCs 的免疫原性低，僅表達(dá)低水平的MHCⅠ類分子，而且不表達(dá)MHCⅡ類或刺激分子，被廣泛用于臨床治療[25]。研究認(rèn)為，IUA 伴隨著炎癥反應(yīng)和炎癥因子的激活。在MSC 的急性炎癥旁分泌效應(yīng)中，炎癥細(xì)胞因子的一個(gè)亞群是白細(xì)胞介素（interleukin,IL）-1ra。IL-1ra 以IL-1 依賴的方式抑制輔助性T 淋巴細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞因子刺激，以及巨噬細(xì)胞中炎癥細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α 的產(chǎn)生[26]。MSC 可以抑制B和T 細(xì)胞的增殖，并進(jìn)一步阻止T 細(xì)胞增殖和分化為促炎性TH1 和TH17 輔助性T 細(xì)胞[27]。此外，MSC 可以促進(jìn)T 細(xì)胞分化為耐受的Treg 細(xì)胞，并可以通過分泌趨化因子調(diào)節(jié)單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的作用，如IGF-1、TGF-b、bFGF、HGF、IL-6、SDF-1、M-CSF、VEGF、PIGF 和MCP-1[28-29]。人臍帶來源的MSC 與單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，HLA-DR/DP/DQ 和CD86 的表達(dá)減少，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬作用和抗原呈遞能力降低[26]。這表明，與普通干細(xì)胞比較，人臍帶來源的MSC 可以減少異基因移植引起免疫排斥的機(jī)會(huì)。從臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞提取的外來體可以抑制CD8+T 細(xì)胞和Th1 細(xì)胞，減少促炎細(xì)胞因子IFN-g 和腫瘤壞死因子-α 的分泌，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)T 細(xì)胞，同時(shí)加速IL-10 的合成分泌[30]。

樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）是抗原呈遞細(xì)胞，可以誘導(dǎo)T 細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)。MSC 可以通過調(diào)節(jié)HLA-DR、CD40、OX40L、CD80 和CD83 的表達(dá)以及上調(diào)PD-L1 的表達(dá)來抑制樹突狀細(xì)胞的成熟，從而降低其激活T 細(xì)胞的能力[31-32]。此外，當(dāng)DC 與MSC共培養(yǎng)時(shí)，CD1c+DC 分泌的促炎細(xì)胞因子減少，漿細(xì)胞樣DC 分泌的抗炎細(xì)胞因子IL-10 增加。此外，研究表明，脂肪來源的MSC 衍生的Exo 可以抑制IL-6，并增加抗炎細(xì)胞因子IL-10 和TGFb 的表達(dá)[33]。以上研究表明，干細(xì)胞用于IUA 治療中的免疫調(diào)節(jié)發(fā)揮著重要作用，能夠有效抑制炎癥因子的表達(dá)。

2.5 非編碼RNA

Exo 攜帶的生物分子中，非編碼RNA（miRNA）在調(diào)節(jié)基因表達(dá)中具有重要作用。miRNA 是一類長(zhǎng)度為21～25 nt 的，高度保守的內(nèi)源性小分子非編碼單鏈RNA，通過與其靶mRNA 分子中的互補(bǔ)序列結(jié)合而下調(diào)該mRNA 編碼蛋白的表達(dá)水平[34]。Tan 等[35]發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體可在體外促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移，修復(fù)受損的子宮內(nèi)膜，其中的miR-29a能夠減少α-SMA，膠原蛋白I，SMAD2 和SMAD3，是干細(xì)胞修復(fù)IUA 子宮內(nèi)膜抗纖維化的重要性原因。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的Exo 中的miR-340 轉(zhuǎn)移增加了子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞，并且能夠抑制TGF-β1 和α-SMA 的表達(dá)，以防止子宮內(nèi)膜纖維化[36]。

3 討論

IUA 患者人數(shù)不斷增多，帶給育齡婦女和家庭嚴(yán)重的心理負(fù)擔(dān)。考慮到子宮內(nèi)膜在生殖和母體健康中的重要作用，故維持子宮內(nèi)膜正常的生理結(jié)構(gòu)、消除缺陷并在損傷后的恢復(fù)是極其重要的，但是目前臨床上的手術(shù)及藥物治療無法從根本上治療疾病。目前對(duì)于IUA 發(fā)生的具體分子機(jī)制研究尚不清楚，越來越多的研究者致力于挖掘IUA 的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。干細(xì)胞是一類具備增殖及分化潛能的細(xì)胞群體，并且其容易獲得，倫理爭(zhēng)議少，具有自我免疫調(diào)節(jié)等功能，在再生醫(yī)學(xué)中的研究越來越深入，同時(shí)也被應(yīng)用于IUA的治療中，臨床用于治療的干細(xì)胞主要來自骨髓、子宮內(nèi)膜、經(jīng)血和臍血等。但是，該治療技術(shù)尚處于初步研究階段，有很多問題需要考慮，諸如干細(xì)胞種類的選擇、移植的部位及方式、移植后的干細(xì)胞的存活率及分化比例等，仍需要大量研究去解決。明確IUA 的發(fā)病機(jī)制及干細(xì)胞作用的具體機(jī)制，才能有效地克服這些問題，才能實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞用于IUA 患者的臨床治療。