MSCs通過(guò)上調(diào)顆粒細(xì)胞AMH激素和FSH受體的表達(dá),抑制顆粒細(xì)胞凋亡和卵泡閉鎖,促進(jìn)卵巢功能的恢復(fù)。臨床MSCs的產(chǎn)生需要大量的細(xì)胞,但高代MSCs體外擴(kuò)增可能導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化。根據(jù)病情輕重,確定最佳劑量和給藥時(shí)間。

目前,來(lái)自骨髓、脂肪組織、臍帶、臍帶血、胎盤、羊水、子宮內(nèi)膜、臍帶沃頓膠和經(jīng)血等來(lái)源的MSCs已在實(shí)驗(yàn)中取得成功。
卵巢早衰:干細(xì)胞治療是如何起作用的?

以下為原件:

間充質(zhì)干細(xì)胞在卵巢功能恢復(fù)中的作用

隨著再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展,間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSCs)作為一種恢復(fù)卵巢功能的方法越來(lái)越受到重視。從骨髓、脂肪、臍血、經(jīng)血和羊水中提取的MSCs可以改善卵巢功能。鑒于以往的研究和這方面的進(jìn)展,利用MSCs恢復(fù)卵巢功能的期望越來(lái)越高。本文綜述近年來(lái)MSCs在不孕癥或原發(fā)性卵巢功能不全中的潛在應(yīng)用,包括抗腫瘤治療的現(xiàn)狀。

間充質(zhì)干細(xì)胞的特性

間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是一種來(lái)源于人和哺乳動(dòng)物骨髓和骨膜的細(xì)胞,在體外培養(yǎng)過(guò)程中可以被分離和擴(kuò)增,同時(shí)保持誘導(dǎo)多種中胚層表型和組織的能力。簡(jiǎn)稱MSC可理解為間充質(zhì)干細(xì)胞、多能干細(xì)胞、間充質(zhì)祖細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、間充質(zhì)前體細(xì)胞、骨髓干細(xì)胞和多能干細(xì)胞

為了改進(jìn)這個(gè)術(shù)語(yǔ)的定義,國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì)(ISCT)將間充質(zhì)干細(xì)胞定義為多潛能間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞。建議保留“間充質(zhì)干細(xì)胞”一詞,指具有可塑性粘附特性的間質(zhì)組織細(xì)胞,指具有干細(xì)胞兩個(gè)基本特性(自我更新和向下分化多個(gè)譜系的能力)的亞群[5]。

ISCT對(duì)MSCs的定義提出了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。首先,MSCs在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下必須是可塑的。其次,95%以上的MSCs必須表達(dá)CD105、CD73和CD90,但缺乏CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79a或CD19和人類白細(xì)胞抗原(HLA)Ⅱ類表達(dá)。第三,這些細(xì)胞必須能夠在體外標(biāo)準(zhǔn)分化條件下分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨母細(xì)胞[5]。

間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源于成人或嬰兒的多種組織,包括脂肪組織、外周血、臍帶血、臍帶血、臍帶、臍帶膜、臍帶靜脈、沃頓臍帶凍、胎盤、基膜蛻膜、粗韌帶、羊水、羊膜、牙髓、人胎盤絨毛、胎膜,經(jīng)血、母乳和尿液[6]。

MSCs具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的能力,包括抑制T細(xì)胞增殖、影響樹(shù)突狀細(xì)胞成熟和功能、抑制B細(xì)胞增殖和終末分化、調(diào)節(jié)其他免疫細(xì)胞,如自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等[7]。MSCs在細(xì)胞治療中的另一個(gè)作用是歸巢和跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移。在循環(huán)中,MSCs通過(guò)趨化因子(c-cc motif)、粘附分子(P-選擇素和VCAM-1)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs;MMP-2和膜型1 MMP)通過(guò)血管系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到損傷部位[8]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)受損的組織部位后,與局部刺激密切相關(guān),如惡臭細(xì)胞因子、Toll樣受體配體和低氧,這可刺激MSCs產(chǎn)生大量的生長(zhǎng)因子以促進(jìn)組織再生的多種功能[8 ]?;贛SCs的這些功能,Caplan建議將MSC的縮寫理解為“醫(yī)療信號(hào)細(xì)胞”

卵巢功能與卵巢早衰

卵泡是卵巢的功能單位,由卵母細(xì)胞及其支持細(xì)胞如顆粒細(xì)胞、卵泡膜細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞組成。卵泡中的細(xì)胞每月釋放一個(gè)卵母細(xì)胞,產(chǎn)生生育能力和雌二醇、孕酮等激素,以維持婦女的整體健康和維持妊娠[10]。

卵巢早衰(POF)是一種神秘而復(fù)雜的疾病。POF的患病率為35歲以下婦女的250分之一和40歲以下婦女的100分之一。POF最重要的機(jī)制是濾泡功能障礙和濾泡衰竭[11]。

雖然POF的病因尚未完全闡明,但遺傳、內(nèi)分泌、旁分泌、線粒體功能障礙和代謝因素可影響卵泡池和卵母細(xì)胞的質(zhì)量[12]。

近年來(lái),化療引起的POF已成為抗癌治療的主要長(zhǎng)期不良反應(yīng),增加了不孕和退行性健康問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。這種對(duì)化療的反應(yīng)可能是年輕女性的一個(gè)特殊問(wèn)題,因?yàn)槁殉矁?chǔ)備的喪失與女性不孕的風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。抗癌藥物的卵巢毒性的確切機(jī)制尚未完全建立(13),這似乎取決于藥物的類型和所測(cè)試的細(xì)胞類型[14 ]?;|(zhì)細(xì)胞和顆粒細(xì)胞通過(guò)凋亡受到大多數(shù)抗癌藥物的強(qiáng)烈影響。已知卵母細(xì)胞通過(guò)包圍它們的基質(zhì)和顆粒細(xì)胞受到間接毒性的影響。

環(huán)磷酰胺(CTX)是一種烷基化劑,能誘導(dǎo)活性增殖細(xì)胞(如顆粒細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞)DNA雙鏈斷裂,卵母細(xì)胞也會(huì)受到CTX等抗癌藥物的損傷[13]。

然而,另一個(gè)有趣的解釋是,原始卵泡不增殖,因此對(duì)DNA損傷不太敏感。靜息或激活狀態(tài)下的原始卵泡受細(xì)胞內(nèi)磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-Akt-mTOR信號(hào)通路控制[15]。磷酸酶和張力素同系物(PTEN)是PI3K的可逆抑制劑,被稱為人類腫瘤抑制因子[16]。

抗癌藥物如CTX或順鉑被發(fā)現(xiàn)通過(guò)過(guò)度分泌導(dǎo)致原始卵泡功能衰竭[17],卵母細(xì)胞特異性PTEN的缺失導(dǎo)致小鼠模型中原始卵泡池的過(guò)早激活[18]。

因此,維持生育能力和卵巢功能應(yīng)被視為育齡婦女接受化療的重要問(wèn)題。保存生育能力的幾種選擇,如胚胎、成熟卵母細(xì)胞或卵巢組織的冷凍保存。然而,大多數(shù)項(xiàng)目在癌癥治療前保留生育能力。因此,有必要探討恢復(fù)卵巢功能的可能途徑。

MSc治療與卵巢功能恢復(fù)

MSc治療被認(rèn)為是治療女性不孕癥或恢復(fù)卵巢功能的新選擇。

許多研究證實(shí)了不同來(lái)源的MSCs對(duì)POF動(dòng)物模型卵巢功能的保護(hù)作用(表1)[19-48]。這里的這些

與其他形式的細(xì)胞治療一樣,間充質(zhì)干細(xì)胞恢復(fù)卵巢功能的兩種不同給藥方法也被考慮。尾靜脈注射已被引入小鼠和大鼠模型,局部卵巢注射技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展[50]。在抗癌藥物化療引起的卵巢功能衰竭中,MSCs移植可誘導(dǎo)卵巢功能的恢復(fù),包括雌二醇的產(chǎn)生和卵巢結(jié)構(gòu)的改善[30,33]。

MSCs對(duì)CTX或順鉑等抗癌藥物誘導(dǎo)的基質(zhì)細(xì)胞或顆粒細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用(表1)。MSCs產(chǎn)生的一些細(xì)胞因子,包括VEGF、HGF和IGF-1,可能在體內(nèi)抑制顆粒細(xì)胞凋亡,上調(diào)B細(xì)胞淋巴瘤-2的表達(dá)[51]。

MSCs的另一個(gè)預(yù)期機(jī)制是其抗纖維化作用。卵巢纖維化與多種細(xì)胞因子有關(guān),包括基質(zhì)金屬蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-1、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和內(nèi)皮素-1。MSCs可以抑制FB細(xì)胞的增殖,減少細(xì)胞外基質(zhì)的沉積[51]。

血管生成是卵巢恢復(fù)的重要機(jī)制。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-2,特別是來(lái)自MSCs的血管生成素,誘導(dǎo)新生血管形成,促進(jìn)受損卵巢組織的血液灌注[44,51]。人胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞移植后,通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞因子恢復(fù)POF小鼠卵巢功能[29]。人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞移植到自然衰老小鼠體內(nèi)12-14個(gè)月后,移植的間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌表皮生長(zhǎng)因子和HGF在抑制卵巢衰老中發(fā)揮重要作用[22]。然而,MSC移植促進(jìn)卵巢功能的機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

表1:MSc支持的卵巢功能研究
卵巢早衰:干細(xì)胞治療是如何起作用的?

間充質(zhì)干細(xì)胞;環(huán)磷酰胺

一種新的卵巢功能恢復(fù)候選MSCs

臨床應(yīng)用需要多劑量間充質(zhì)干細(xì)胞,劑量范圍為每公斤體重100-500萬(wàn)個(gè)細(xì)胞[52],在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,每只小鼠或大鼠的細(xì)胞數(shù)為100-50萬(wàn)個(gè)單位。然而,從成人組織中獲得MSCs需要合適的供體,而且在大多數(shù)情況下,需要進(jìn)行有創(chuàng)手術(shù)。此外,長(zhǎng)期培養(yǎng)可能會(huì)增加誘發(fā)染色體畸變和異質(zhì)細(xì)胞群的風(fēng)險(xiǎn),使協(xié)議難以標(biāo)準(zhǔn)化[52]。

人胚胎干細(xì)胞(hESCs)來(lái)源于囊胚的內(nèi)部細(xì)胞團(tuán),具有多種分化潛能。一些研究表明,MSCs可以從hESCs中獲得,hESCs表達(dá)MSC的表面標(biāo)記,并分化為三個(gè)胚胎層(如軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞)[53]。此外,據(jù)報(bào)道,這些細(xì)胞在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[54]。HESC來(lái)源的MSCs相當(dāng)于骨髓或脂肪來(lái)源的MSCs,使其成為恢復(fù)卵巢功能的MSCs的替代來(lái)源[52]。然而,與人類胚胎的使用有關(guān)的倫理問(wèn)題仍然存在,并且關(guān)于移植過(guò)程中HESCs不受歡迎的、意外的或未控制的差異的擔(dān)憂仍在討論中。然而,基于hESCs和hESC衍生MSCs的各種疾病的臨床試驗(yàn)已經(jīng)開(kāi)始[55]。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(IPSC)可能是MSCs的另一來(lái)源。IPSCs可以通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)獲得,避免了胚胎使用和hESCs的倫理問(wèn)題。此外,使用autos或HLA匹配的iPSCs可以最大限度地減少免疫問(wèn)題[56,57]。

MSCs的另一個(gè)候選者是外體,外體是由細(xì)胞分泌的膜生物納米粒。它們?cè)谙到y(tǒng)中循環(huán),攜帶mRNA、長(zhǎng)的非編碼RNA、microRNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。在腫瘤生理學(xué)中,細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞因子產(chǎn)生、免疫調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)移等過(guò)程中都存在細(xì)胞外體的刺激或抑制作用[58]。MSC介導(dǎo)的細(xì)胞治療中的外體在許多疾病模型中被發(fā)現(xiàn),并被發(fā)現(xiàn)促進(jìn)功能恢復(fù)[59]。人脂肪或臍血來(lái)源的MSCs改善了卵巢早衰小鼠模型的卵巢功能[60,61]。但是,在外顯子的分離、表征和管理方面還存在一些標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題[59,62]。

MSCs的安全問(wèn)題

間充質(zhì)干細(xì)胞的安全性應(yīng)該得到重視,因?yàn)榻o藥后觀察到輕微的不良反應(yīng)。最嚴(yán)重的副作用是長(zhǎng)期培養(yǎng)的MSCs促進(jìn)了腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。臨床MSCs的產(chǎn)生需要大量的細(xì)胞,需要體外擴(kuò)增,但高代MSCs可能導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化。根據(jù)病情的嚴(yán)重程度,確定最佳給藥劑量和給藥時(shí)間。有必要了解間充質(zhì)干細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制,制定相應(yīng)的管理方法。

結(jié)論

MSCs已成為細(xì)胞治療臨床應(yīng)用中最有效的細(xì)胞類型。多發(fā)性退行性疾病和一些免疫相關(guān)疾病已被報(bào)道對(duì)MSC移植有反應(yīng)。骨髓、脂肪組織、臍帶、臍血、胎盤、羊水、子宮內(nèi)膜、臍帶沃頓膠和經(jīng)血的MSCs是成功的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

據(jù)報(bào)道,MSCs通過(guò)上調(diào)顆粒細(xì)胞AMH激素和FSH受體的表達(dá),抑制顆粒細(xì)胞凋亡和卵泡閉鎖,促進(jìn)卵巢功能的恢復(fù)目前,對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的再生和利用以恢復(fù)卵巢功能的研究,可以給POF患者和不孕或亞生育婦女帶來(lái)希望。