間充質(zhì)干細(xì)胞治療卵巢早衰的作用機(jī)制

在2007-2008年期間，有人建議使用術(shù)語原發(fā)性卵巢功能不全 (POI) 來表示這種與卵巢過早老化有關(guān)的功能障礙。POF/POI的病因不明，與遺傳缺陷、自身免疫、化療損傷等多種復(fù)雜因素有關(guān)；POF/POI 可表現(xiàn)為特發(fā)性。目前，POF的預(yù)防和治療極為有限。最常用的激素替代療法不能有效恢復(fù)卵巢功能。

因此，對 POF 的新型有效療法的需求增加了。間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 在再生醫(yī)學(xué)中非常重要，因?yàn)樗鼈兙哂泄逃械脑偕匦?/span>。許多報道表明，人間充質(zhì)干細(xì)胞 (hMSC) 移植是一種很有前景的POF治療方法。間充質(zhì)干細(xì)胞是多能干細(xì)胞，容易獲得，免疫原性差。它們可以從幾種成人組織中采集，例如骨髓 (BM)、臍帶 (UC)、外周血、脂肪組織 (AD)、胎盤和月經(jīng)液。它們是生長因子/細(xì)胞因子的極好來源。

不同來源間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療卵巢早衰的作用機(jī)制

人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

hBMMSCs主要從糖酵解中獲取能量。飽和脂肪酸棕櫚酸酯可誘導(dǎo)BMMSC凋亡并減少體內(nèi)增殖。許多研究表明，hBMMSCs 可以調(diào)節(jié)Th1和Th2細(xì)胞中的細(xì)胞因子表達(dá)。hBMMSCs 或細(xì)胞外囊泡輸注降低了促炎細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)。

人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療卵巢早衰的作用機(jī)制（圖1）

BMMSCs是第一個用于評估MSCs對化療誘導(dǎo)的POF大鼠模型的治療能力的干細(xì)胞。BMMSC療法被發(fā)現(xiàn)對接受化療的小鼠的生殖細(xì)胞凋亡和DNA損傷具有保護(hù)作用。當(dāng)BMMSCs在體外遷移到GCs時，順鉑誘導(dǎo)的顆粒細(xì)胞 (GC) 凋亡減少，并且在BMMSCs治療30天后，竇卵泡計數(shù)、E2 水平和抗苗勒管激素 (AMH) 水平增加。新的原始卵泡形成，并且在BMMSC注射后POF小鼠的FSH水平接近正常。此外，BMMSCs可以重新激活卵泡發(fā)生。

BMMSCs歸巢于受損卵巢的基質(zhì)中，卵巢中胰島素樣生長因子-1 (IGF-1) 和腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 的水平升高。人血管生成素促進(jìn)移植的人卵巢組織中的原始卵泡存活和血管生成。

圖1

人胎盤來源的間充質(zhì)干細(xì)胞

人胎盤來源的MSCs的特征人胎盤來源的MSCs (hPMSCs) 是從足月胎盤中分離出來的絨毛基質(zhì)細(xì)胞亞群。它們廣泛存在于絨毛基質(zhì)中，可分化為成骨細(xì)胞、心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、內(nèi)皮胰島細(xì)胞、肝細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和外胚層神經(jīng)元。

hPMSCs具有免疫調(diào)節(jié)、抗凋亡、促血管生成和抗纖維化特性。hPMSCs可以分泌旁分泌因子發(fā)揮抗氧化作用。并且還分泌促血管生成分子，包括血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子 (bFGF)、肝細(xì)胞生長因子 (HGF)、轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β) 和 IGF-1。由hPMSCs分泌的 HGF 在胎盤絨毛微環(huán)境中誘導(dǎo)襯里滋養(yǎng)層遷移。此外，hPMSCs 的外泌體還發(fā)揮了重要的生物學(xué)作用，包括在體外和體內(nèi)增強(qiáng)血管生成。

人胎盤來源間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療卵巢早衰的作用及機(jī)制（圖2）

圖2

人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞

羊膜是圍產(chǎn)期組織來源的廢物。因此，獲得人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞 (hAMSCs) 的過程是非侵入性的，是細(xì)胞治療的有利細(xì)胞來源。hAMSCs 來源于胚胎中胚層。

hAMSCs具有許多優(yōu)點(diǎn)，可用作再生醫(yī)學(xué)的同種異體細(xì)胞來源，例如高增殖率、自我更新、多分化能力、免疫抑制和旁分泌活性、抗炎作用和抗纖維化特性。

人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療卵巢早衰的作用機(jī)制（圖3）

圖3

人AMSCs分泌FIGF-1、HGF、GF2和VEGF可改善POF的卵巢功能。中劑量CTX組（70mg/kg）hAMSC移植第4周卵泡數(shù)恢復(fù)至正常水平。hAMSCs增加了卵巢儲備減少 (DOR) 和POF患者的ki67+AMH+細(xì)胞數(shù)量（表1）。

人類脂肪組織來源的MSCs (hADMSCs）

人脂肪組織來源的MSC的特征：脂肪組織被認(rèn)為是成人MSCs的豐富和可獲得的來源。人體脂肪組織來源的 MSCs (hADMSCs) 是從在吸脂手術(shù)或腹部整形術(shù)中取出的皮下脂肪組織中獲得的。此外，脂肪組織中高含量的hADMSCs排除了長期體外培養(yǎng)的需要，并降低了染色體異常的風(fēng)險。與hBMMSCs相比，hADMSCs具有更高的增殖和自我更新能力，并且在長期培養(yǎng)中表現(xiàn)出更高的遺傳穩(wěn)定性。

hADMSCs對POF的影響及機(jī)制（圖6）

人脂肪干細(xì)胞衍生的外泌體 (hADMSC-Exos) 通過調(diào)節(jié)SMAD（SMAD2、SMAD3和SMAD5）信號通路促進(jìn)hGC增殖率并抑制POI中的hGC凋亡率。hADMSCs和雌激素聯(lián)合治療可增加POI中Treg增殖和Foxp3和TGF-β1mRNA表達(dá)，并降低IFN-γmRNA表達(dá)。

此外，在環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的POI模型中，ADMSCs、VEGF和富含血小板的血漿的聯(lián)合治療對大鼠卵巢功能的改善顯著超過了預(yù)期。POF大鼠BMP4、IGF-1 和TGF-β的表達(dá)增加。

移植的hADMSC僅位于卵巢間質(zhì)中。hADMSCs分泌FGF2、IGF-1、HGF和VEGF。hADMSC移植至少部分通過旁分泌機(jī)制改善了化療誘導(dǎo)的POI大鼠的卵巢功能。

顯然，hADMSCs參與POF治療機(jī)制的研究較少。hADMSCs還有效地減少了纖維化和炎癥。

圖6

結(jié)論