干细胞在子宫和卵巢生殖功能方面的研究及应用进展！

子宫和卵巢作为女性生殖系统的核心组成部分，其功能的正常发挥对于女性的生育能力至关重要。然而，多种因素如衰老、疾病、损伤等均可导致子宫和卵巢功能的减退或丧失，进而影响女性的生育健康。因此，寻找有效的治疗策略以恢复或增强子宫和卵巢的功能成为当前研究的热点。干细胞作为再生医学领域的一种前沿治疗手段，因其具有多向分化的特性，在恢复女性生育能力方面显示出巨大的应用前景。然而，虽然有关干细胞的研究不断增加，但是关于其在子宫和卵巢生殖功能方面应用的系统性综述和研究相对较少，因此本文综述了干细胞在子宫和卵巢生殖功能方面的研究进展及其应用潜力。

干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的未分化原始细胞。根据其来源，它们可分为胚胎干细胞（ESCs）、诱导多能干细胞（iPSCs）和成体干细胞（ASCs）。这些细胞按照其分化程度可进一步分类为单能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。ESCs源自早期胚胎，是一类全能干细胞，具有发展成完整个体的潜能；iPSCs与ESCs类似，是一类多能干细胞，能分化成各种细胞类型；ASCs通常是多能干细胞，能分化为多种细胞类型，但不具备发展成完整个体的潜能。

女性生殖系统是一个高度复杂的生物结构，其中子宫和卵巢扮演着至关重要的角色。子宫是胚胎着床、生长和发育的场所，而卵巢则是卵母细胞产生和激素分泌的器官。这两个器官功能的协同作用确保了女性的生育能力。然而，多种因素如衰老、疾病、损伤等均可导致子宫和卵巢生殖功能的减退或丧失，进而对女性的生育能力产生不利影响。目前，这些情况仍缺乏有效的治疗方法。

近年来，干细胞因其独特的治疗潜力在生殖医学领域受到了广泛关注，有望成为改善和治疗子宫和卵巢生殖功能衰退的新方法。因此，本文综述了干细胞在子宫和卵巢生殖功能方面的研究及其应用进展，并探讨其可能的作用机制。

一、ESCs

ESCs是从人类早期胚胎中提取的细胞，它们具有显著自我复制和长期增殖的潜能，能在体内外分化成各种细胞类型。ESCs通常通过体外受精获得，在严格控制的受精环境中，当胚胎发展到囊胚阶段（通常由数十至数百个细胞组成）时，可以通过采集内细胞团提取ESCs。

Yoshino等发现当小鼠ESCs产生的卵巢性腺组织与早期原始生殖细胞或体外来源的原始生殖细胞样细胞（PGCLC）结合时，小鼠生殖细胞在重建的卵泡内能发育成新的卵母细胞，这些卵母细胞可以正常受精并产生后代。然而，由于ESCs具有高致瘤性，目前许多研究者建议先在体外诱导ESCs分化成目标细胞，然后再将其移植到受损部位，这样可以有效避免畸胎瘤的形成。

共培养法是一种简便可行的诱导分化方法，目前已经有研究显示，使用共培养法诱导出的子宫内膜上皮祖细胞，可在体外与人子宫内膜基质细胞共培养，有助于宫腔粘连（IUA）患者子宫内膜的再生。由于ESCs的获取途径较为有限且存在伦理争议，加之其致瘤性和免疫排异反应，因此在临床上的应用相对受限。

二、iPSCs

iPSCs是一种通过成体细胞重新编程获得的多能性细胞，因其来源于自身成体细胞，故发生免疫排斥的可能性较小，且避免了使用胚胎的伦理问题，因此被视为ESCs的一种潜在替代方案。

Pierson等发现在转录因子的作用下，iPSCs能够分化为颗粒样细胞和PGCLC，当这些细胞共培养时，它们能够形成类似卵泡的结构，促进卵母细胞成熟, 为生殖细胞的分化和发育提供新的研究模型。Elias等发现iPSCs原位移植后可以分化为功能性卵母细胞，且可以帮助性腺毒性烷化剂预处理后丧失生殖功能的小鼠恢复内分泌功能和生育能力。

Gong等发现iPSCs衍生的苗勒管样细胞可进一步分化为子宫内膜上皮细胞和基质细胞，是一种能够同时修复子宫内膜上皮细胞和基质细胞的新型种子细胞。

此外，由于缺乏疾病特异性模型，许多疾病的病理机制仍未被完全阐明，而iPSCs技术可以产生患者特异性细胞，成为疾病建模的有力工具。例如，已经成功建立了来自多囊卵巢综合征（PCOS）患者的iPSCs模型。

iPSCs来源便捷、免疫原性较低、伦理问题较小，在细胞移植、组织修复和建立疾病模型方面具有巨大的潜力，但也存在一些不足，比如其操作复杂且重编程效率低、有诱导突变可能，且其安全性和有效性尚未得到有效验证，故还需进一步研究。

三、ASCs

（一）人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）

hUC-MSCs最早从脐带的华尔通氏胶区域分离获得，可以迁移到受损组织或炎症区域，并发育成3个独立的胚层，能够帮助组织愈合，具有组织修复、免疫反应调节和抗癌能力。

Liu等发现hUC-MSCs治疗后显著增加小鼠雌二醇和卵泡刺激素水平，还可以增加小鼠卵巢中原始卵泡、发育卵泡和排卵前卵泡的数量，并通过输卵管中的纤毛再生挽救输卵管形态从而促进生育力的恢复。

Zhang等发现hUC-MSCs移植后，环磷酰胺诱导的早发性卵巢功能不全（POI）大鼠模型卵巢功能的基本指标已经恢复，大鼠的卵巢功能有所改善，这为hUC-MSCs治疗POI的临床应用提供了实验依据。Hua等发现hUC-MSCs移植后子宫内膜修复、血管生成增加、炎症得以抑制，在兔IUA模型中表现出显著的治疗效果。此外，Zhang等发现hUC-MSCs移植后可以促进薄型子宫内膜大鼠内膜形态和功能的恢复。但是，hUC-MSCs也不总是有益的，Tsuji等发现腹膜内给予hUC-MSCs会加剧非人灵长类动物模型中的子宫内膜异位症。

总而言之，hUC-MSCs获取过程中对母婴风险低，无须侵入性操作，且伦理争议较小，是研究和应用的优先选择之一。

（二）骨髓间充质干细胞（BMSCs）

BMSCs是早期从骨髓中分离出的多能干细胞，存在于骨髓及其他多种组织中。BMSCs能够促进猕猴卵泡再生、改善卵巢组织结构、减少卵巢颗粒细胞凋亡、抑制卵巢纤维化进展、促进血管再生，延缓甚至逆转猕猴卵巢衰老。此外，Wang等研究发现BMSCs可以迁移到大鼠子宫内膜，修复受损的子宫内膜，改善子宫内膜的容受性。Volkova等还发现BMSCs具有抗炎、抗氧化和免疫调节作用，经静脉给药的BMSCs对于盆腔炎小鼠的生育功能恢复显示出积极的治疗效果。BMSCs移植后可通过增加子宫内膜腺体的数量、减少纤维化，促进雌激素受体和孕激素受体表达来修复受损的大鼠子宫内膜。

BMSCs是目前研究较多的间充质干细胞，分离提纯技术较为成熟，但取材较为困难，需进行有创手术，且随着患者年龄的增加，其分化能力会降低，因而在临床上的应用相对受限。

（三）经血间充质干细胞（MenSCs）

MenSCs是从女性月经血中分离出的一类干细胞。余柯达等发现MenSCs及其培养液可有效改善POI小鼠的卵巢功能，并可提升其生育能力。Zafardoust等进行的一项临床试验发现，将MenSCs注射到卵巢低反应（POR）女性的卵巢中可以提高抗苗勒管激素（AMH）水平、窦卵泡计数和自然妊娠率，可能是治疗POR患者的可行选择。Zafardoust等还发现MenSCs改善了部分卵巢早衰患者的卵巢功能和月经周期。

MenSCs移植还通过促进子宫内膜细胞增殖和子宫内膜波形蛋白、角蛋白 18、CD34 及血管内皮生长因子表达，有利于薄型子宫内膜大鼠宫腔形态和功能的恢复，从而提高薄型子宫内膜大鼠子宫的内膜容受性并改善其生育能力。自体MenSCs的宫腔内移植可以使难治性IUA患者的子宫内膜再生、经血增多和妊娠率增加。此外，MenSCs还在盆腔脱垂的修复及宫颈癌的抗肿瘤作用中展现出潜力。

与其他来源的干细胞相比，MenSCs的获取过程无创、简便，来源充足、伦理争议低，但MenSCs利用率低。后期还需要更进一步规范 MenSCs的收集及提取流程，需要更多的临床前研究以探讨其最佳治疗方案。

（四）脂肪间充质干细胞（ADSCs）

ADSCs源自脂肪组织，通过脂肪抽吸或切除手术可以提取相对丰富的ADSCs。Ai等发现ADSCs移植可减少大鼠卵巢颗粒细胞的凋亡和促黄体生成素的分泌，增加原始卵泡、初级卵泡和成熟卵泡的数量以及AMH和雌二醇的分泌，还可改善环磷酰胺损伤的大鼠卵巢微环境。邢彦彦等研究发现，在大鼠卵巢自体移植过程中加入ADSCs后，可增加移植卵巢组织的血管形成，减少细胞凋亡和卵泡丢失，从而改善移植卵巢组织的结构和功能，提升卵巢组织移植的成功率，并延长移植卵巢组织的寿命。

此外，ADSCs移植还可以增加子宫内膜损伤模型大鼠的子宫内膜微血管密度、子宫内膜厚度和腺体数量，可以改善模型大鼠子宫内膜损伤，可能是IUA的一种新疗法。

ADSCs来源丰富，但其同样需有创获得，且其分化能力与机体密切相关，自我更新能力有限，故在应用上存在一定的局限性。

（五）子宫内膜间充质干细胞（EMSCs）

EMSCs是存在于子宫内膜组织中的一种干细胞。李瑞娇等发现EMSCs移植后可以增加薄型子宫内膜小鼠的内膜厚度和妊娠率，对薄型子宫内膜小鼠的生育力恢复有显著的治疗作用。EMSCs与黄体酮的联合应用，能有效抑制小鼠子宫内膜癌的生长，这为年轻子宫内膜癌患者保持生育力提供了新的治疗策略。

此外，EMSCs和雌激素的联合治疗能促使大鼠受损子宫内膜再生，逆转纤维化，改善大鼠内膜微环境，显著提升IUA大鼠的治疗效果。

EMSCs具有来源丰富、相对容易获取和增殖能力较高等优势，但其采集方法有一定侵入性。

（六）人羊膜间充质干细胞（hAMSCs)

hAMSCs是来源于人羊膜的一种间充质干细胞。Liu等观察到hAMSCs移植后，改善了小鼠卵巢形态、卵泡数量和AMH水平，恢复了发情周期，从而改善了小鼠卵巢功能及生育力。Ling等发现hAMSCs移植后通过旁分泌机制可改善POI大鼠的卵巢功能，抑制环磷酰胺诱导的颗粒细胞凋亡，促进血管生成，调节卵泡发育，从而部分减少POI大鼠卵巢损伤。

Ding等发现hAMSCs显著促进了卵巢自然衰老小鼠模型卵巢颗粒细胞的增殖率和标志物表达水平，通过分泌表皮生长因子和肝细胞生长因子提高增殖率、抑制细胞凋亡率，将卵巢卵泡总数和激素水平提升至正常水平。此外，hAMSC移植促进IUA大鼠模型损伤后子宫内膜再生。

hAMSCs通常从剖宫产或自然分娩后的胎盘中获得，易于获取，取材便利，可重复性采集且对供者无不利影响，但其体外分离较为困难，仍需进一步深入研究。

（七）人羊膜上皮干细胞（hAECs）

hAECs来自人羊膜的最内层，直接与羊水接触。Wang等发现注射hAECs于卵巢早衰模型小鼠体内，可以迁移到卵巢并分化为颗粒细胞，提升AMH的表达。Zhang等发现hAECs可以显著抑制由肿瘤坏死因子-α介导的颗粒细胞凋亡，并减少化学损伤小鼠卵巢的炎症反应，促进各级卵泡数量的增加，从而改善小鼠卵巢功能。

Li等发现hAECs治疗后，IUA小鼠子宫内膜血管生成增加、基质细胞增殖和子宫内膜形态得到改善，说明hAECs具有修复IUA小鼠受损子宫的潜力，且能改善其妊娠结局。Motedayyen等观察到hAECs能够通过挽救母体免疫异常、抑制T细胞活化和减少活化的促炎细胞因子的产生来治疗不明原因的复发性流产。此外，hAECs注射于大鼠子宫瘢痕周围后，通过上调血管内皮生长因子-A促进血管生成，并通过上调基质金属蛋白酶-8减少胶原沉积，对大鼠子宫瘢痕进行修复，同时改善其妊娠结局。

hAECs和hUC-MSCs均可从胎盘中获得，取材便利，对恢复子宫和卵巢生育功能具有一定的治疗作用，但其具体作用机制仍需进一步阐明。

（八）羊水干细胞（hAFSCs）

hAFSCs是来自胎儿羊水的干细胞。Huang等发现hAFSCs可以增加小鼠卵泡数量、抑制颗粒细胞凋亡和改善性激素水平，通过恢复DNA受损基因的表达来恢复生理衰老小鼠的卵巢功能。Xiao等发现hAFSCs可以通过预防卵泡闭锁和维持健康的卵泡来挽救卵巢早衰小鼠的生殖能力。Ganime Aygün等比较了hUC-MSCs、hAFSCs和hUC-MSCs +hAFSCs组对大鼠腹腔粘连模型中子宫和卵巢的影响发现，与对照组相比，hUC-MSCs、hAFSCs和hUC-MSCs+hAFSCs组的子宫内膜腺体、子宫内膜血管和原始卵泡计数显著增高，其中hAFSCs组大鼠的子宫内膜血管数量最多，原始卵泡数量最高。此外，Prasongchean等发现hAFSCs不仅能减少禽类组织损伤，还能增加受损胚胎的存活率，从而为组织修复提供了重要的策略。

hAFSCs的优势为取材较为便利，安全性高，但不足之处是分离提纯较为困难，故在提取的方法和技术上还需要进一步优化。

四、总结与展望

众多研究已经展现了干细胞在生殖医学领域的巨大应用潜力，尤其是在恢复生育能力方面。干细胞移植到体内后，能定向迁移到受损部位，进行特定的分化，并产生相应的细胞因子。这些细胞因子有助于修复受损组织、促进血管增生、抗纤维化、减轻氧化应激、抗炎与免疫调节，从而促进卵巢与子宫的生殖功能恢复。然而，干细胞从研究转化为临床应用的过程中仍面临许多挑战，干细胞移植可能伴随着致瘤风险，且其长期安全性尚未得到充分确认。

目前，大量的干细胞研究仍局限于动物模型和体外实验阶段，其确切的作用机制、长期疗效及临床应用有待进一步探究。此外，我国在干细胞的提取和应用方面尚缺少统一的规范标准。因此，在生殖医学领域，干细胞的研究前景仍然十分广阔。未来的工作需要更多基础研究来不断建立和完善其理论基础，以及开展更多的临床前研究来明确干细胞的最佳使用剂量、部位和时机，并全面评估其长期治疗的安全性、有效性及稳定性。

文章来源：高圆圆，刘佳佳，卢秋生，等.干细胞在子宫和卵巢生殖功能方面的研究及应用进展[J].生殖医学杂志，2024,33(10):1401-1406.