王璐璐(綜述) 賴東梅(審校)
(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬國(guó)際和平婦幼保健院婦科-上海市胚胎源性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200030)
干細(xì)胞可用于治療多種嚴(yán)重疾病,主要基于兩個(gè)特性,即多能性和免疫調(diào)節(jié)性。多能性賦予干細(xì)胞分化為所需細(xì)胞類型的能力,從而用于細(xì)胞替代治療;而免疫調(diào)節(jié)性可用于控制炎癥反應(yīng)和組織免疫排斥反應(yīng)[1]。人胎盤中可分離出多種干細(xì)胞,而人羊膜上皮細(xì)胞(human amniotic epithelial cells,hAECs)與其他類型胎盤干細(xì)胞不同,hAECs 來(lái)自外胚層,并在整個(gè)妊娠過(guò)程中保持分化潛能,屬于圍產(chǎn)期干細(xì)胞之一[2]。hAECs 在體內(nèi)外均具有多能性和免疫調(diào)節(jié)作用,是干細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的理想種子細(xì)胞[3]。近年來(lái),hAECs 用于婦產(chǎn)科相關(guān)疾病的治療逐漸成為研究的熱點(diǎn)且相關(guān)主題的最新進(jìn)展綜述較少,本文就hAECs 在婦產(chǎn)科相關(guān)疾病的治療中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。
hAECs 的生理學(xué)特點(diǎn)人羊膜(amniotic membrane,AM)是胎盤最接近胎兒的一層,它是由上皮和以結(jié)締組織為主要成分的基質(zhì)層組成的無(wú)血管膜,該層在懷孕期間包裹著胎兒和羊水,使發(fā)育中的胚胎免受來(lái)自周圍環(huán)境的各種刺激作用[2]。因此,AM 在胚胎的發(fā)育和保護(hù)中起著重要作用。AM 屬于胎兒附屬物,是胎盤發(fā)育的早期產(chǎn)物,主要由上皮層、基底膜、致密層、纖維母細(xì)胞層和海綿層組成。AM 主要包含兩種來(lái)自不同胚胎起源的多能干細(xì)胞,即人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(human amniotic mesenchymal stem cells,hAMSCs)和hAECs[4]。hAMSCs 來(lái)源于胚胎中胚層,稀疏的分布在羊膜上皮下的基質(zhì)中,而hAECs 是從原腸胚形成前的外胚層衍生而來(lái),形成AM 最內(nèi)層,是與羊水直接接觸的連續(xù)單層。兩者都保留了干細(xì)胞樣特性,均具有向3 個(gè)胚層分化的能力[3]。hAECs 和hAMSCs 可以通過(guò)差異酶消化分別從羊膜中分離出來(lái),即使用低速胰蛋白酶-膠原酶消化羊膜組織,并且可以通過(guò)顯微鏡和流式細(xì)胞儀來(lái)鑒別[5]。在顯微鏡下,新鮮分離的hAECs 是中等大小的圓形細(xì)胞,有一個(gè)中心或偏心的細(xì)胞核,細(xì)胞核內(nèi)有1 個(gè)或2 個(gè)核仁,細(xì)胞質(zhì)較豐富且常空泡化,而hAMSCs 呈紡錘形或成纖維細(xì)胞樣形態(tài)。通過(guò)流式細(xì)胞儀鑒定表征分析,從AM中分離的hAECs 明顯表達(dá)上皮標(biāo)志物角蛋白CK19,不表達(dá)間充質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物波形蛋白,而hAMSCs 表達(dá)波形蛋白,不表達(dá)角蛋白CK19,且hAMSCs 中CD90 和CD44 的表達(dá)水平高于hAECs,而hAECs 中CD73 則 高 于hAMSCs[6]。 盡管許多研究表明胎盤中可以分離出多種干細(xì)胞,但羊膜來(lái)源的細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)具有更緊 密 的 組 織學(xué)關(guān)系[2]。 此外,hAECs 上表達(dá)ESCs 表面選擇性表達(dá)分子,即階段性特異性胚胎抗原(SSEA3/4)和腫瘤排斥抗原(TRA1-60/1-81),且ESCs 標(biāo)記物在hAECs 中的表達(dá)量都高于在hAMSCs 中的表達(dá)量高,表明hAECs可能處于更早的未分化狀態(tài)[6]。此外,hAECs 還表達(dá)自我更新和分化潛能所需的多能干細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子,如八聚體結(jié)合蛋白4、性別決定區(qū)域相關(guān)的HMG-box 基因2(SOX-2)和Nanog[7]。在不同的培養(yǎng)和誘導(dǎo)條件下,hAECs 表現(xiàn)出向3 個(gè)胚層不同類型細(xì)胞的分化的能力,如心肌細(xì)胞[8]、神經(jīng)元[9]、胰腺α 和β 細(xì)胞[10-11]、肝細(xì)胞[12]以及卵巢顆粒細(xì)胞[13]等。此外,hAECs 能夠分泌多種細(xì)胞因子,如生長(zhǎng)因子、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和抗炎因子等,來(lái)促進(jìn)受損組織的修復(fù)[14]。
許多研究表明人AM 中具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞可參與維持胎兒耐受性,且AM 具有低免疫原性的特點(diǎn)[2]。胎盤的作用之一是形成母胎界面,在懷孕期間保護(hù)胎兒免受母體免疫識(shí)別攻擊和包括感染在內(nèi)各種傷害。據(jù)報(bào)道,胎兒的這種“耐受性”由特定家族的人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)Ⅰb 類的表達(dá)引起,尤其是HLA-G 的表達(dá)和分泌被認(rèn)為是介導(dǎo)胎兒耐受性的關(guān)鍵因素[15],并且HLA Ⅰb 類表達(dá)和分泌增加有利于提高同種異體移植的耐受性,從而降低急性排斥反應(yīng)的發(fā)生率[16]。研究表明,hAECs 表達(dá)HLA Ⅰ類抗原分子,但不表達(dá)HLA Ⅱ類抗原(HLA-DR)或共刺激因子CD80 和CD86,從而降低了hAECs 移植后的免疫排斥反應(yīng),且hAECs 表達(dá)和分泌HLA-G 的水平在用IFN-γ 處理后會(huì)增加[17],因此hAECs 參與維持胎兒耐受性。另外,體外培養(yǎng)的hAECs 可成功移植到裸露的兔角膜上而不發(fā)生組織排斥[18]。總之,來(lái)源于AM 的hAECs 參與維持胎兒耐受性,具有免疫原性低的特點(diǎn)。
據(jù)報(bào)道,hAECs 可分泌大量的抗炎蛋白,如激活素a、IL-1 的受體拮抗劑(IL-1-Ra)和IL-10,沉積在羊膜基質(zhì)內(nèi),抵御外來(lái)病原體的干擾[4]。另外,將hAECs 移植到博來(lái)霉素誘導(dǎo)的小鼠肺損傷模型體內(nèi),可以減少肺內(nèi)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、IL-1 和IL-6 等炎性因子的表達(dá),減輕肺纖維化,促進(jìn)肺損傷的修復(fù)[19]。hAECs 還表達(dá)凋亡誘導(dǎo)基因FasL、TNF和TRAIL,促進(jìn)白細(xì)胞凋亡[20]。總之,hAECs 具有免疫調(diào)節(jié)性,在母體和胎兒之間起到免疫屏障作用,同時(shí)對(duì)病原體產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆烙δ埽瑥亩Wo(hù)胎兒免受子宮內(nèi)病原體的侵害。此外,hAECs 還具有非致瘤性的優(yōu)點(diǎn)[3]。端粒酶是一種在不斷增殖細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)的酶[21]。與hES 不同,hAECs 不表達(dá)端粒酶活性,在體外增殖過(guò)程中始終保持正常核型,并維持未分化狀態(tài)[3]。有研究表明,將新鮮分離的hAECs 注射入嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)模型小鼠睪丸中,移植后10 周內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)腫瘤形成的證據(jù)[22]。
由于hAECs 具有多潛能干細(xì)胞特性、免疫原性低、免疫調(diào)節(jié)性和非致瘤性等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于多種疾病的治療研究,包括眼科疾病、肺纖維化、肝臟疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷等[3]。越來(lái)越多的研究將hAECs 應(yīng)用于婦產(chǎn)科相關(guān)疾病治療。
hAECs 對(duì)卵巢功能的修復(fù)作用早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)是女性常見(jiàn)疾病之一。POI 主要特征是女性40歲之前出現(xiàn)雌激素不足或缺乏、促性腺激素水平升高,出現(xiàn)閉經(jīng),不孕和絕經(jīng)前綜合癥,由于雌激素水平低下,導(dǎo)致心腦血管疾病、骨質(zhì)疏松癥等風(fēng)險(xiǎn)顯著上升[23]。已知POI 的病因包括遺傳性、醫(yī)源性、自身免疫性、環(huán)境污染等,但絕大多數(shù)病因不明。POI 發(fā)生后,激素替代療法主要用于補(bǔ)充體內(nèi)缺乏的雌激素,但不能恢復(fù)卵巢功能[24]。近年來(lái),人們嘗試采用各種干細(xì)胞進(jìn)行卵巢功能的修復(fù),如ESCs、脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞、人臍帶來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、精原干細(xì)胞、卵巢干細(xì)胞等[25]。人AM 來(lái)源的干細(xì)胞成本低,易獲取,創(chuàng)傷小,且hAECs 表現(xiàn)出低免疫原性、非致瘤性和多向分化的能力,已成為治療POI 的理想候選細(xì)胞。研究表明,在含有血清替代品補(bǔ)充劑(serum substitute supplement,SSS)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的hAECs 可以分化為卵母細(xì)胞樣細(xì)胞并表達(dá)生殖細(xì)胞特異性標(biāo)志物[26],且在體外人卵泡液誘導(dǎo)下hAECs 可分化為生殖細(xì)胞,形成卵泡樣結(jié)構(gòu)[27]。我們課題組將熒光標(biāo)記的hAECs 注射入POI 模型小鼠體內(nèi),顯示hAECs遷移至小鼠卵巢并分化為顆粒細(xì)胞,在接受hAECs移植治療的POI 模型小鼠卵巢中,卵巢功能標(biāo)記物抗苗勒氏激素表達(dá)水平明顯(anti-Müllerian hormone,AMH)升 高[13],經(jīng) 過(guò) 維 生素C 預(yù) 處 理的hAECs 可發(fā)揮更好的修復(fù)作用[28]。顆粒細(xì)胞是卵巢微環(huán)境的重要組成部分,在調(diào)節(jié)生殖卵巢生理(包括排卵和黃體退化)中起關(guān)鍵作用,hAECs 顯著抑制TNF-α 介導(dǎo)的顆粒細(xì)胞凋亡,并減少受化學(xué)損傷卵巢的炎癥反應(yīng),促進(jìn)各級(jí)卵泡數(shù)增加并改善卵巢功能[29]。越來(lái)越多的研究表明,干細(xì)胞移植可通過(guò)分泌多種營(yíng)養(yǎng)和免疫調(diào)節(jié)因子來(lái)重塑受損組織中的局部微環(huán)境,從而修復(fù)受損細(xì)胞和組織,并且這些營(yíng)養(yǎng)因子和免疫調(diào)節(jié)因子可從無(wú)血清條件培養(yǎng)基中獲取[30]。 hAECs 條 件 培 養(yǎng) 基(hAECs conditioned medium,hAEC-CM)中可檢測(cè)到分泌的細(xì)胞因子,且這些細(xì)胞因子可能在血管生成、免疫反應(yīng)、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡等生物學(xué)過(guò)程中起作用。我們課題組將hAEC-CM 注射到POI 模型小鼠單側(cè)卵巢中,卵巢中可觀察到次要和成熟卵泡的數(shù)量顯著上升,以及卵泡生長(zhǎng)相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)。在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),hAECs 以旁分泌方式顯著抑制原代顆粒-葉黃素細(xì)胞內(nèi)化療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡并激活顆粒細(xì)胞的TGF-β/Smad 信號(hào)通路[31],TGF-β 超家族對(duì)卵巢的卵泡發(fā)育和功能恢復(fù)過(guò)程起重要作用,如調(diào)節(jié)卵泡發(fā)育、卵泡募集、排卵和黃素化等[32],并且hAEC-CM 可以促進(jìn)受傷卵巢的血管生成,并提高共培養(yǎng)系統(tǒng)中人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,hUVECs)成管能力[31-33]。這些研究表明,hAECs 也可通過(guò)旁分泌產(chǎn)生的細(xì)胞因子來(lái)改善受損的卵巢微環(huán)境,從而抑制化學(xué)療法誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,促進(jìn)血管生成和調(diào)節(jié)各級(jí)卵泡發(fā)育。此外,microRNA 在卵泡發(fā)育過(guò)程中和POI 發(fā)病機(jī)理中發(fā)揮重要作用[34],hAECs 衍生的外泌體可通過(guò)轉(zhuǎn)移microRNA 對(duì)抗顆粒細(xì)胞凋亡來(lái)恢復(fù)化療誘導(dǎo)的POI 模型小鼠的卵巢功能[35]。我們課題組為了提高h(yuǎn)AECs 的歸巢率和存活率以更好地修復(fù)受損的卵巢功能,將hAECs 或hAEC-CM包裹在海藻酸鈉生物玻璃(sodium alginatebioglass,SA-BG)中,原位移植到卵巢上,發(fā)現(xiàn)SABG 包裹的hAECs 或CM 可以通過(guò)保護(hù)顆粒細(xì)胞功能和促進(jìn)卵巢血管生成,更好地修復(fù)受損的卵巢功能[36]。我們課題組還發(fā)現(xiàn)hAECs 的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制在卵巢功能修復(fù)中也發(fā)揮重要作用,hAECs 可通過(guò)上調(diào)脾臟中的Treg 細(xì)胞來(lái)恢復(fù)自身免疫性卵巢疾病模型小鼠的卵巢功能,并通過(guò)旁分泌方式調(diào)節(jié)卵巢中被激活的巨噬細(xì)胞的功能來(lái)減少炎癥反應(yīng)[37]。總之,hAECs 可通過(guò)多種途徑修復(fù)受損的卵巢功能。
hAECs 對(duì)子宮內(nèi)膜損傷和子宮瘢痕的修復(fù)作用子宮內(nèi)膜分為功能層和基底層,功能層在每個(gè)周期中通過(guò)生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化、剝脫和再生修復(fù)等一系列過(guò)程不斷循環(huán)再生。隨著人工流產(chǎn)、宮腔鏡手術(shù)等增多,子宮內(nèi)膜損傷越來(lái)越常見(jiàn)[38]。輕度損傷可觸發(fā)局部炎性反應(yīng),促使上皮細(xì)胞再生,使子宮內(nèi)膜達(dá)到無(wú)纖維瘢痕修復(fù)。重度損傷可累及子宮基底層,使子宮內(nèi)膜細(xì)胞減少,腺體數(shù)量減少,失去正常的分泌功能,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)吞噬上皮細(xì)胞,間質(zhì)外露,間質(zhì)細(xì)胞纖維活性增加,子宮內(nèi)膜功能層和基底層失去正常界限,形成上皮再生障礙,無(wú)法對(duì)激素刺激產(chǎn)生應(yīng)答,子宮內(nèi)膜纖維粘連增生,纖維粘連間質(zhì)中缺乏血管形成瘢痕,引起宮腔部分或完全纖維化,最終導(dǎo)致宮腔縮窄、扭曲甚至宮腔消失,形成宮腔粘連(intrauterine adhesions,IUA),即Asheman 綜合征,造成月經(jīng)過(guò)少、閉經(jīng)、不孕癥、反復(fù)流產(chǎn)、慢性盆腔痛等問(wèn)題,嚴(yán)重困擾患者,至今仍無(wú)有效的預(yù)防和治療措施[39]。IUA 的治療措施主要聚焦于重建正常的子宮結(jié)構(gòu)并恢復(fù)子宮正常功能,宮腔鏡粘連溶解術(shù)治療及術(shù)后放置球囊并結(jié)合激素療法是目前臨床上治療IUA 的主要方法,但效果欠佳且復(fù)發(fā)率高[39]。近年來(lái)應(yīng)用外源性干細(xì)胞移植來(lái)改善子宮內(nèi)膜損傷,為臨床治療重度子宮內(nèi)膜損傷以獲得妊娠機(jī)會(huì)提供了新的思路,如使用骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞、子宮內(nèi)膜干細(xì)胞、經(jīng)血干細(xì)胞、臍帶干細(xì)胞和脂肪干細(xì)胞等進(jìn)行移植都可以幫助子宮內(nèi)膜再生[40]。聯(lián)合應(yīng)用雌激素和子宮內(nèi)膜干細(xì)胞治療IUA 可使受損的子宮內(nèi)膜再生并逆轉(zhuǎn)纖維化,改善子宮內(nèi)膜微環(huán)境并恢復(fù)子宮內(nèi)膜功能,顯著提高了IUA 的治療效果[41]。子宮內(nèi)膜損傷模型大鼠采用脂肪干細(xì)胞移植治療后,受損的子宮內(nèi)膜微血管密度、宮內(nèi)膜厚度和腺體都明顯增加,且生育能力得到改善[42]。另一方面,脂肪干細(xì)胞移植可能會(huì)促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng),子宮內(nèi)膜干細(xì)胞與多種婦科疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān),如子宮內(nèi)膜癌、子宮內(nèi)膜增生、子宮內(nèi)膜異位癥、子宮內(nèi)腺肌病等,干細(xì)胞的致瘤性,免疫原性等限制了干細(xì)胞在子宮內(nèi)膜修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。相比而言,來(lái)源于人AM 的hAECs在非創(chuàng)傷性取材、低免疫原性和非致瘤性等方面具有極大優(yōu)勢(shì)。我們課題組研究發(fā)現(xiàn),hAECs 移植治療機(jī)械損傷建立的IUA 模型小鼠后,受損子宮內(nèi)膜中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、增殖細(xì)胞核抗原和雌激素受體的表達(dá)水平增加,即血管生成能力和基質(zhì)細(xì)胞增殖能力得到改善,促進(jìn)子宮內(nèi)膜增厚、內(nèi)膜腺體增加、膠原沉積減少及產(chǎn)生更多微血管。子宮內(nèi)膜形態(tài)得到改善,從而使得IUA 模型小鼠的妊娠率和產(chǎn)仔數(shù)增加[43]。同時(shí),也有研究表明,經(jīng)過(guò)hAECs 移植治療的IUA 模型鼠的促膠原沉積的信號(hào)分子表達(dá)明顯抑制,如α-SMA、TGF-β1 和TGF-β2 等,但抗纖維化分子TGF-β3 在治療組中表達(dá)水平顯著上調(diào)[44]。此外,IUA 模型小鼠的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中存在自噬抑制現(xiàn)象,自噬是細(xì)胞面對(duì)環(huán)境壓力的一種為了自我保護(hù)而主動(dòng)降解的過(guò)程,即分解衰老的細(xì)胞器并在缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)提供能量[45],而在體外hAECs 與子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的共培養(yǎng)系統(tǒng)中,觀察到hAECs 可以激活受損的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中的自噬,因此,hAECs 可通過(guò)激活子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的自噬來(lái)促進(jìn)子宮內(nèi)膜的修復(fù)[43]。
子宮瘢痕憩室(cesarean scar defect,CSD)是剖宮產(chǎn)術(shù)后的常見(jiàn)遠(yuǎn)期并發(fā)癥,定義為剖宮產(chǎn)術(shù)子宮瘢痕因愈合不良而導(dǎo)致子宮肌層停止生長(zhǎng),子宮瘢痕處肌層變薄,形成一個(gè)與宮腔相通的凹陷或腔隙[46]。隨著剖宮產(chǎn)的增加,CSD 持續(xù)上升,世界范圍 內(nèi)CSD 的患 病率達(dá)45.6%~64.5%[47]。 CSD 可引起月經(jīng)期延長(zhǎng)、月經(jīng)間期流血、慢性盆腔痛、經(jīng)期腹痛等,此外還可引起繼發(fā)性不孕、疤痕妊娠、前置胎盤、子宮破裂等產(chǎn)科并發(fā)癥。目前對(duì)于改善CSD患者的臨床癥狀或妊娠結(jié)局的最佳治療方法尚無(wú)共識(shí)。我們課題組在體外構(gòu)建了大鼠剖宮產(chǎn)憩室模型,并且將hAECs 注射到子宮瘢痕周圍,發(fā)現(xiàn)hAECs 可通過(guò)上調(diào)VEGFA 促進(jìn)血管生成和上調(diào)基 質(zhì) 金 屬 蛋 白 酶-8(matrix metalloproteinase-8,MMP-8)減少膠原沉積,從而對(duì)子宮瘢痕進(jìn)行修復(fù),同時(shí)改善妊娠結(jié)局[48]。總之,hAECs 的移植治療可以抑制子宮內(nèi)膜纖維化的進(jìn)展,并促進(jìn)子宮內(nèi)膜血管生成和再生,從而修復(fù)子宮內(nèi)膜損傷,同時(shí)也能通過(guò)促進(jìn)瘢痕血管生成和降解瘢痕膠原來(lái)修復(fù)CSD。
hAECs 的抗腫瘤作用hAECs 除了具有自我更新和分化為各種組織器官的能力,還具有治療癌癥的潛力,主要通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成和分泌細(xì)胞毒性的細(xì)胞因子來(lái)發(fā)揮抗腫瘤作用。血管生成是胚胎發(fā)育、正常生長(zhǎng)和組織修復(fù)的重要生理過(guò)程,血管生成在分子水平上受到嚴(yán)格調(diào)節(jié)。血管生成失調(diào)發(fā)生在各種病理組織中,也是癌癥的基本病理特征之一[49]。腫瘤血管生成對(duì)于向生長(zhǎng)中的腫瘤輸送氧氣和營(yíng)養(yǎng)至關(guān)重要,同時(shí)在腫瘤病理的其他方面(如代謝失調(diào)和腫瘤擴(kuò)散轉(zhuǎn)移)也發(fā)揮關(guān)鍵作用。腫瘤內(nèi)促血管生成因子和抗血管生成因子之間的不平衡會(huì)導(dǎo)致異常的血管網(wǎng)絡(luò)建立,其特征是血管擴(kuò)張不成熟、彎曲混亂和高滲透性,而異常的血管網(wǎng)絡(luò)會(huì)引起腫瘤血流和氧合的時(shí)間和空間異質(zhì)性及腫瘤間質(zhì)液壓力升高。這些異常及其形成的低氧微環(huán)境促進(jìn)了腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致化學(xué)療法、放射療法和免疫療法的功效降低。為了對(duì)抗這種有缺陷的表型,腫瘤脈管系統(tǒng)正常化成為一種新的治療策略[50]。通過(guò)血管正常化(即重建腫瘤血管結(jié)構(gòu)和功能)恢復(fù)適當(dāng)?shù)哪[瘤灌注和氧合作用,改善腫瘤微環(huán)境的代謝狀況,可能會(huì)限制腫瘤細(xì)胞的侵襲性并提高抗癌治療的有效性[50]。hAECs 來(lái)源于胎盤,由于其端粒酶活性喪失,具有非致瘤性,同時(shí)也具有低免疫原性、多能干細(xì)胞的特征和調(diào)節(jié)血管形成的能力,因而被廣泛用于組織工程學(xué)研究,以增加血液灌注并促進(jìn)傷口愈合[3]。研究發(fā)現(xiàn),將熒光標(biāo)記hAECs 經(jīng)尾靜脈注入到子宮內(nèi)膜癌模型鼠中,hAECs 歸巢于子宮腫瘤組織,分化為腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞或血管外周細(xì)胞,整合到子宮內(nèi)膜癌血管結(jié)構(gòu)中,從而增強(qiáng)腫瘤血管的完整性和減少腫瘤血管生成失調(diào),使得腫瘤血管的結(jié)構(gòu)和功能正常化,提高了腫瘤血管灌注的效率,并增強(qiáng)了化療藥物順鉑的細(xì)胞毒性作用[51]。另外,hAECs 對(duì)上皮性卵巢癌細(xì)胞(epithelial ovarian cancer,EOC)具有抑制作用。hAECs 通過(guò)分泌TGF-β1 介導(dǎo)癌細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯在G0/G1 期,從而發(fā)揮對(duì)EOC 生長(zhǎng)的抑制作用[52]。體內(nèi)外研究表明,AM 細(xì)胞可能通過(guò)抗增殖和促凋亡及調(diào)節(jié)血管生成和細(xì)胞周期等,來(lái)抑制腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲,從而發(fā)揮抗癌作用[53],加之hAECs 在調(diào)節(jié)血管生成和誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡方面起重要作用,其有望成為抗腫瘤治療的候選者[54]。AM 來(lái)源的hAECs 不僅可用于再生醫(yī)學(xué),而且具有抗癌能力,hAECs 及其衍生物為婦科惡性腫瘤的抗腫瘤治療提供了新選擇,但將其轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用仍需要進(jìn)一步研究。
hAECs 對(duì)復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的免疫調(diào)節(jié)作用復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion,RSA)是育齡期女性的一種常見(jiàn)疾病,發(fā)病率為1%~5%。RSA 的病因復(fù)雜,包括染色體異常、解剖結(jié)構(gòu)異常、感染、內(nèi)分泌因素和免疫性疾病等。 然而,多達(dá)50%~75% 的RSA 病因不清楚,又稱為原因不明的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(unexplained RSA,URSA)[55]。胚胎成功植入和妊娠維持需要母體對(duì)胎兒產(chǎn)生免疫耐受,但在保證妊娠期間胎兒免受母體免疫系統(tǒng)攻擊的同時(shí)也要保證對(duì)病原體產(chǎn)生防御功能,因此母胎界面正常免疫穩(wěn)態(tài)的建立對(duì)順利妊娠至關(guān)重要[15]。輔助性T(T helper,Th)細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子在母胎免疫調(diào)節(jié)中起重要作用,Th 細(xì)胞被抗原呈遞細(xì)胞激活后,開(kāi)始克隆擴(kuò)增和亞群分化(包括Th1 細(xì)胞、Th2 細(xì)胞、Th17 細(xì)胞和Treg 細(xì)胞等),同時(shí)分泌細(xì)胞因子并形成各自的細(xì)胞因子譜,從而決定隨后的免疫應(yīng)答類型,而母胎界面的Treg 細(xì)胞減少和Th17/Treg 比值升高可能會(huì)令母體形成不適當(dāng)?shù)奶好庖吣褪埽瑢?dǎo)致URSA 的發(fā)生[56]。細(xì)胞因子在母胎之間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中也起重要作用:Th1 細(xì)胞通常分泌促炎性細(xì)胞因子(如IFN-γ、TNF-α 和IL-2),起到抑制胚胎植入和誘導(dǎo)流產(chǎn)的作用,同時(shí)Th2 細(xì)胞可以分泌抗炎細(xì)胞因子(如IL-4、IL-6 和IL-10),通過(guò)免疫抑制作用對(duì)同種異體反應(yīng)產(chǎn)生免疫耐受性,有助于維持妊娠,外源性或內(nèi)源性因素引起的Th1/Th2 比例失衡會(huì)破壞母胎界面免疫耐受,從而導(dǎo)致妊娠終止[57]。hAECs 位于與羊水接觸的胎盤最內(nèi)層,不僅具有多能干細(xì)胞的特性,而且通過(guò)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用來(lái)參與胎兒耐受性的維持[3]。hAECs 對(duì)被刺激的T 細(xì)胞的激活、增殖和促炎因子(IFN-γ 和TNF-α)的產(chǎn)生都有明顯的抑制作用[18],且hAECs來(lái)源的外泌體可通過(guò)旁分泌方式介導(dǎo)母胎之間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用并參與分娩啟動(dòng)[58]。研究表明,hAECs 對(duì)URSA 患者的幼稚Th 細(xì)胞具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)作用,包括抑制Th 細(xì)胞增殖,促進(jìn)Th 細(xì)胞向亞群Treg 細(xì)胞分化,使細(xì)胞因子譜偏向Th2 模式以及抑制Th1 和Th17 細(xì)胞因子產(chǎn)生[59]。也有研究表明,hAECs 降低了從URSA 患者體內(nèi)分離出的幼稚CD4+T 細(xì)胞活化的能力[60]。T細(xì)胞活化后TGF-β1 表達(dá)上調(diào),并在活化T 細(xì)胞的增殖和分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用[61],但hAECs 會(huì)使活化T 細(xì)胞 的TGF-β1 表 達(dá) 顯 著降 低,將hAECs與幼稚T細(xì)胞共培養(yǎng)后,取上清,觀察到TGF-β1 水平降低[60]。 另外,hAECs 不表達(dá)HLA Ⅱ和共刺激分子[18],從而降低了臨床應(yīng)用后的免疫排斥風(fēng)險(xiǎn),并且hAECs 較容易大量地分離出來(lái),同時(shí)不受道德倫理的約束。hAECs 是調(diào)節(jié)母體免疫學(xué)異常的干細(xì)胞來(lái)源,對(duì)于RSA 患者,hAECs 可能是調(diào)節(jié)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫異常的候選治療藥物之一。
結(jié)語(yǔ)目前干細(xì)胞治療仍然有許多有待解決的問(wèn)題,包括治療效果評(píng)估、治療穩(wěn)定性、致癌性、免疫應(yīng)答、細(xì)胞來(lái)源和倫理學(xué)等方面[1]。胎盤通常在分娩后作為醫(yī)療廢物被丟棄,且胎盤的獲取無(wú)需其他任何侵入性操作,因此不會(huì)引起其他干細(xì)胞來(lái)源方面固有的倫理問(wèn)題。一張AM 可分離獲得約2億個(gè)hAECs,可制備足夠數(shù)量的hAECs 用于疾病治療[3]。 hAECs 是尚未獲得與年齡或環(huán)境相關(guān)的DNA 損傷的新生細(xì)胞,免疫原性低[9]。hAECs 具有遺傳穩(wěn)定性,移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)不會(huì)形成腫瘤[22]。與其他干細(xì)胞相比,hAECs 具有明顯優(yōu)勢(shì),是干細(xì)胞治療的理想種子細(xì)胞。 在婦產(chǎn)科領(lǐng)域,hAECs 已被用于卵巢功能修復(fù)治療、子宮內(nèi)膜損傷修復(fù)治療、剖宮產(chǎn)憩室修復(fù)治療、婦科惡性腫瘤抗腫瘤治療、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)免疫調(diào)節(jié)治療等研究中,具有廣闊的應(yīng)用前景。但真正應(yīng)用于臨床,仍需要進(jìn)行多中心、大規(guī)模、前瞻性的臨床研究評(píng)估,從而為今后hAECs 在婦產(chǎn)科相關(guān)疾病治療中的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
作者貢獻(xiàn)聲明王璐璐 文獻(xiàn)調(diào)研,論文構(gòu)思、撰寫和修訂。賴東梅 文獻(xiàn)調(diào)研,監(jiān)督指導(dǎo),論文修訂和終審。
利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。