間充質(zhì)干細(xì)胞在子宮內(nèi)膜損傷修復(fù)中的機(jī)制研究進(jìn)展

劉姝岑， 朱雪紅， 賓力， 尹莉， 黃少鳳， 陸麗妙， 劉慧星， 林忠，3

(1. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，廣西 南寧 530000； 2. 廣西壯族自治區(qū)生殖醫(yī)院婦產(chǎn)科，廣西 南寧 530000； 3. 柳州市婦幼保健院婦產(chǎn)科，廣西 柳州 545000)

子宮內(nèi)膜損傷是指因各種宮腔操作不當(dāng)或次數(shù)過多所引起的子宮內(nèi)膜基底層損傷，導(dǎo)致患者術(shù)后出現(xiàn)宮腔粘連、內(nèi)膜薄化，并引發(fā)一系列包括經(jīng)量過少、閉經(jīng)、習(xí)慣性流產(chǎn)以及受孕困難等臨床癥狀[1-2]。根據(jù)相關(guān)流行病學(xué)顯示[3]，自2000年以來，計(jì)劃生育人工流產(chǎn)術(shù)后造成子宮內(nèi)膜損傷，從而導(dǎo)致繼發(fā)性不孕患者數(shù)逐年增加。目前，臨床上針對子宮內(nèi)膜損傷后修復(fù)的方法很多，但對于中重度損傷后內(nèi)膜再生的方法卻十分有限。間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells，MSCs)是目前再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的細(xì)胞類型之一[4]，其具備獨(dú)特的生物學(xué)特性，可分化為不同的細(xì)胞系，并分泌高水平蛋白，在免疫調(diào)節(jié)、傷口愈合、組織再生以及血管生成等方面發(fā)揮著重要作用[5]。除此之外，MSCs還可釋放外泌體，以及聯(lián)合組織工程發(fā)揮其促進(jìn)子宮內(nèi)膜損傷修復(fù)的治療作用。因此，本文對近些年來國內(nèi)外有關(guān)MSCs在子宮內(nèi)膜損傷后修復(fù)的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行總結(jié)并作一綜述。

1 子宮內(nèi)膜修復(fù)機(jī)制

1.1 子宮內(nèi)膜生理性修復(fù)

女性子宮內(nèi)膜具有高度再生修復(fù)能力，按照其功能、結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)部基底層和外部功能層，其中基底層主要由基質(zhì)構(gòu)成，功能層則由結(jié)締組織、腺體組織構(gòu)成。月經(jīng)期間，子宮內(nèi)膜原有上皮細(xì)胞脫落，腺體結(jié)構(gòu)發(fā)生重塑，周圍基質(zhì)中子宮內(nèi)膜干細(xì)胞分化成新的上皮細(xì)胞，從而替代前者。該過程為非激素依賴性，且不存在細(xì)胞增殖。而在后續(xù)的間質(zhì)細(xì)胞及血管修復(fù)過程中，隨著體內(nèi)雌、孕激素的變化，上皮、間質(zhì)細(xì)胞增殖分化，細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)被成纖維細(xì)胞所重塑，進(jìn)而子宮內(nèi)膜血管重建，最終完成無瘢痕修復(fù)[6]。雖然基底層在月經(jīng)期間幾乎不脫落，且不受卵巢激素影響，但其完整性對于子宮內(nèi)膜修復(fù)具有重要意義。生理狀況下，內(nèi)膜在增殖期逐漸增厚至7～14 mm，隨后轉(zhuǎn)化為分泌期，從而為胚胎的著床與發(fā)育提供一個(gè)良好的條件。

1.2 子宮內(nèi)膜損傷后病理性修復(fù)

1.2.1 宮腔粘連 宮腔粘連主要因?qū)m腔相關(guān)手術(shù)創(chuàng)傷、感染等因素導(dǎo)致子宮內(nèi)膜基底層損傷，內(nèi)膜異常修復(fù)引起宮腔、宮頸管瘢痕或粘連帶的形成[7]。子宮內(nèi)膜受相關(guān)病理性因素?fù)p傷后，宮腔表面會(huì)出現(xiàn)缺乏上皮細(xì)胞覆蓋、間質(zhì)裸露、炎性細(xì)胞浸潤以及膠原沉積等情況，進(jìn)而造成內(nèi)膜纖維化，最終形成宮腔粘連。目前關(guān)于宮腔粘連的發(fā)病機(jī)制尚未明確，有創(chuàng)傷學(xué)說、神經(jīng)反射學(xué)說和細(xì)胞因子學(xué)說等[8]，其中創(chuàng)傷學(xué)說被認(rèn)為是宮腔粘連發(fā)生的最主要因素[9]。遭受創(chuàng)傷后的子宮內(nèi)膜上皮層修復(fù)發(fā)生障礙，間質(zhì)裸露導(dǎo)致促纖維化細(xì)胞因子分泌增多，過度的成纖維細(xì)胞增生導(dǎo)致內(nèi)膜增殖障礙和血管再生障礙，并最終沉積形成瘢痕。因此，宮腔粘連的發(fā)病機(jī)制實(shí)際即為子宮內(nèi)膜的纖維化。損傷后的內(nèi)膜上皮細(xì)胞再生延遲，腺體數(shù)量減少并呈囊性或無活性擴(kuò)張，導(dǎo)致其容受性下降，從而影響胚胎或受精卵的著床和植入，最終造成女性反復(fù)流產(chǎn)或不孕[10]。

1.2.2 薄型子宮內(nèi)膜或難治性子宮內(nèi)膜 子宮內(nèi)膜厚度是目前臨床上反映子宮內(nèi)膜容受性的相關(guān)指標(biāo)，并且也是胚胎移植后妊娠結(jié)局的一個(gè)預(yù)后因素，其正常范圍為5～10 mm[11]。相關(guān)研究表明，子宮內(nèi)膜厚度≤7 mm可能導(dǎo)致低妊娠率[12]，而臨床上有些重度宮腔粘連及嚴(yán)重子宮腺肌病等患者的子宮內(nèi)膜厚度始終≤7 mm，故將此類子宮內(nèi)膜稱為薄型子宮內(nèi)膜。雖然目前臨床上此類內(nèi)膜發(fā)病率不高，僅為2.4%左右，但卻嚴(yán)重影響女性的生育能力[13]。目前薄型子宮內(nèi)膜的治療手段主要集中于外源性雌激素補(bǔ)充和宮腔內(nèi)灌注低劑量阿司匹林、枸櫞酸西地那非、左旋精氨酸等，但均無法從根本上解決內(nèi)膜再生的問題[14]。間充質(zhì)干細(xì)胞的無限自我更新及多潛能分化特性，使其在子宮內(nèi)膜修復(fù)領(lǐng)域的優(yōu)勢突顯。

2 各類間充質(zhì)干細(xì)胞與子宮內(nèi)膜修復(fù)

2.1 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)是研究發(fā)現(xiàn)最早的一類MSC，已廣泛應(yīng)用于治療各類疾病，其中包括子宮內(nèi)膜損傷再生修復(fù)。相關(guān)在體實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在對子宮內(nèi)膜損傷動(dòng)物模型進(jìn)行BMSCs治療時(shí)，隨著內(nèi)膜增厚，子宮內(nèi)膜容受性的標(biāo)志物整合素β3和白血病抑制因子(LIF)以及抗炎細(xì)胞因子IL-6的表達(dá)量也相應(yīng)上調(diào)[15-16]。林彤等[17]通過宮腔注射BMSCs發(fā)現(xiàn)，大鼠體內(nèi)整合素β3、波形蛋白以及角蛋白均有不同程度上調(diào)，而波形蛋白主要用于維持間質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，角蛋白則主要用于維護(hù)上皮細(xì)胞形態(tài)完整性。除此之外，Alawadhi等[18]還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠子宮內(nèi)膜受損時(shí)，靜脈注射BMSCs可見其歸巢至子宮內(nèi)膜受損處，從而參與內(nèi)膜再生修復(fù)，該過程不受卵巢激素的影響。由此可見，BMSCs可通過向上皮細(xì)胞分化、維護(hù)上皮細(xì)胞形態(tài)完整性、提高子宮內(nèi)膜容受性以及歸巢，從而發(fā)揮修復(fù)受損內(nèi)膜的作用。由于目前技術(shù)有限，骨髓內(nèi)BMSCs含量較低，導(dǎo)致其取材困難、移植易感染，從而限制了BMSCs的臨床應(yīng)用。

2.2 脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞

脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose mesenchymal stem cells，ADMSCs)來源于機(jī)體的脂肪組織，具有較高活性；與BMSCs相似，具有一定的分化能力，除此之外，它還具有取材方便、來源廣泛以及增殖速率快等優(yōu)點(diǎn)，目前主要應(yīng)用于細(xì)胞再生以及損傷修復(fù)等方面的疾病研究。在子宮內(nèi)膜損傷方面，有相關(guān)研究表明[19]，宮腔粘連模型雌鼠移植雄鼠ADMSCs后，雌鼠體內(nèi)增殖細(xì)胞核抗原、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等多種細(xì)胞增殖標(biāo)志物的表達(dá)均上調(diào)。除此之外，Gugjoo等[20]還發(fā)現(xiàn)，移植ADMSCs可促進(jìn)馬子宮內(nèi)膜的組織微環(huán)境重構(gòu)。盡管ADMSCs存在一些問題，如分化能力的個(gè)體差異以及活性隨年齡降低等，但因其數(shù)量充分，相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)成熟，并且對于子宮內(nèi)膜損傷患者來說，能夠?qū)崿F(xiàn)自體細(xì)胞移植。由此顯示，ADMSCs在子宮內(nèi)膜修復(fù)領(lǐng)域具有不錯(cuò)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.3 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesnchymal stem cells，UCMSCs)起源于胚胎時(shí)期的中胚層，屬于一類成體干細(xì)胞。目前，UCMSCs移植研究多集中于脊髓損傷、心臟損傷以及腦損傷等疾病[21]。在子宮內(nèi)膜損傷修復(fù)研究中，Zhang等[22]通過尾靜脈注射UCMSCs，發(fā)現(xiàn)薄性子宮內(nèi)膜模型大鼠纖維化標(biāo)志物(TGF-β)下調(diào)，而血管標(biāo)志物(VEGF、基質(zhì)金屬蛋白酶9)、細(xì)胞增殖和促炎標(biāo)志物(腫瘤壞死因子-α、干擾素γ)以及間質(zhì)和上皮標(biāo)志物(波形蛋白、角蛋白)表達(dá)有所上調(diào)。賀桑等[23]根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也得出同樣結(jié)論，發(fā)現(xiàn)移植UCMSCs的薄性子宮內(nèi)膜模型大鼠子宮間質(zhì)增厚，大量血管新生和腺體增生，而纖維化程度降低。目前UCMSCs的相關(guān)性研究尚處于基礎(chǔ)研究階段，臨床研究方面多數(shù)是聯(lián)合組織工程進(jìn)行治療。Xu等[24]將臍帶血管周圍間充質(zhì)干細(xì)胞附著于智能生物材料置入子宮內(nèi)，基質(zhì)金屬蛋白酶9表達(dá)上調(diào)，從而促進(jìn)子宮瘢痕血管、肌層和內(nèi)膜再生。

2.4 人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞

人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(human amniotic mesenchymal stem cells，hAMSCs)具有多向分化的潛能，體外可誘導(dǎo)向成骨、脂肪、內(nèi)皮、神經(jīng)細(xì)胞以及肝細(xì)胞分化，因其取材方便、來源豐富、低免疫原性以及不涉及倫理等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的新移植細(xì)胞來源。Gan等[25]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，hAMSCs可促使宮腔粘連大鼠進(jìn)行子宮內(nèi)膜修復(fù)，降低炎性因子表達(dá)，增加抗炎因子IL-6以及堿性成纖維細(xì)胞生長因子表達(dá)，從而使子宮內(nèi)膜增厚和腺體增多，并減少其纖維化組織。

2.5 月經(jīng)血間充質(zhì)干細(xì)胞

月經(jīng)血間充質(zhì)干細(xì)胞(menstrual blood-derived stem cells，MenSCs)來源于女性自然脫落而形成的月經(jīng)排泄，是一種具有較高細(xì)胞分化能力的成體干細(xì)胞，在外界因素刺激下可分化為心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞、骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等。MenSCs的提取過程對于人體來說是非侵入性的，因此，越來越多學(xué)者開展對MenSCs的研究以及其在子宮內(nèi)膜修復(fù)中的相關(guān)應(yīng)用。相關(guān)臨床試驗(yàn)表明[26]，7例重度宮腔粘連患者采用MenSCs治療后，3例成功妊娠，5例內(nèi)膜增厚至正常范圍。盡管目前MenSCs的臨床應(yīng)用仍存在一些問題，如保存及采集時(shí)污染等，但基于自身的治療潛能及其相關(guān)臨床試驗(yàn)有待深入研究。

2.6 胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞

胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞(placental mesenchymal stem cells，PMSCs)也是目前理想的一種成體干細(xì)胞來源，其標(biāo)本獲取和UCMSCs一樣相對容易，可向神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞以及成骨細(xì)胞等分化。根據(jù)相關(guān)研究驗(yàn)證，PMSCs在血管損傷、骨組織修復(fù)以及妊娠高血壓等方面均有較好的應(yīng)用前景[27-28]。牛婷等[29]通過注射同種異體PMSCs至雌鼠宮腔內(nèi)，發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜腺體個(gè)數(shù)較前增多，整合素αγβ3表達(dá)上調(diào)，由此可見，PMSCs對內(nèi)膜具有一定的再生修復(fù)能力。王香香等[30]通過宮腔移植PMSCs實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PMSCs可通過增加子宮內(nèi)膜腺體數(shù)及其厚度，從而在一定程度上對子宮內(nèi)膜進(jìn)行修復(fù)，進(jìn)而提高胚胎著床率。

3 間充質(zhì)干細(xì)胞源外泌體與子宮內(nèi)膜修復(fù)

MSCs外泌體是MSCs的旁分泌產(chǎn)物，與基于MSCs的全細(xì)胞療法相比，除了具備與MSCs相似的生物學(xué)功能，還具備易穿透生物屏障、易獲取與儲(chǔ)存、穩(wěn)定性強(qiáng)、致瘤性、免疫原性和藥理毒性低以及不涉及倫理等優(yōu)勢。此外，因外泌體中包含多種遺傳物質(zhì)，使其在促進(jìn)組織修復(fù)的過程中，能發(fā)揮更佳的療效[31]。目前研究表明，MSCs外泌體在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病以及相關(guān)組織修復(fù)領(lǐng)域中療效顯著[32-33]。因此，深入研究MSCs外泌體在子宮內(nèi)膜修復(fù)領(lǐng)域中的作用機(jī)制，對于今后其臨床應(yīng)用具有十分重要的意義。

3.1 抗炎與免疫調(diào)節(jié)

相關(guān)研究表明，MSCs具有一定的抗炎和免疫反應(yīng)的作用，故其外泌體也具備類似功效[34]。研究顯示，ADMSCs外泌體可通過降低轉(zhuǎn)錄因子、干擾素γ以及上調(diào)免疫細(xì)胞因子表達(dá)，從而減輕局部炎癥反應(yīng)來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[35]。Zhao等[36]研究發(fā)現(xiàn)，ADMSCs外泌體可轉(zhuǎn)移至巨噬細(xì)胞，促進(jìn)IL-10以及M2相關(guān)精氨酸酶1的表達(dá)，從而誘導(dǎo)促炎性巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為抗炎性M2型巨噬細(xì)胞，進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞的炎性反應(yīng)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，通過BMSCs外泌體干預(yù)宮腔粘連模型大鼠，其可通過減少炎性細(xì)胞因子釋放，從而促進(jìn)大鼠子宮內(nèi)膜修復(fù)[37]。由此可見，充分利用外泌體的運(yùn)輸特點(diǎn)以及MSC外泌體中抗炎成分的治療作用，將成為子宮內(nèi)膜修復(fù)的一種有效手段。

3.2 血管生成

血管生成在子宮內(nèi)膜再生修復(fù)過程中起重要作用。MSCs可通過釋放包含促血管生成的外泌體來促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖[38]。有關(guān)研究表明，ADMSCs外泌體內(nèi)含有與血管生成相關(guān)的miRNA，如miR-126、miR-132等，其通過促進(jìn)生長因子的表達(dá)如表皮細(xì)胞生長因子、血管內(nèi)皮生長因子和成纖維細(xì)胞生長因子等，從而促進(jìn)血管生成[39]。趙雙丹[40]在ADMSCs來源的外泌體治療宮腔粘連模型大鼠有效性的研究中發(fā)現(xiàn)，ADMSCs來源的外泌體較ADMSCs能明顯增加模型大鼠血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)，從而促進(jìn)血管再生，改善和修復(fù)受損的子宮內(nèi)膜形態(tài)，提高合籠后妊娠率及縮短受孕時(shí)間。常琦圓[41]發(fā)現(xiàn)，MenSCs來源的外泌體具有損傷趨向性，移植后可遷移至子宮內(nèi)膜病變部位，促進(jìn)內(nèi)膜的腺體新生，增加子宮內(nèi)膜和肌層的血管分布，有效修復(fù)受損內(nèi)膜，提高宮腔粘連大鼠的子宮內(nèi)膜容受性，恢復(fù)其生育能力。另外，有關(guān)研究表明，外泌體的內(nèi)容物及其濃度隨其周圍環(huán)境的改變而發(fā)生變化[42]。Han等[43]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過低氧預(yù)處理的ADMSCs外泌體，其促血管形成能力顯著提升。因此，后續(xù)臨床應(yīng)用可通過對MSCs外泌體進(jìn)行相關(guān)預(yù)處理，從而增加其療效。

3.3 細(xì)胞增殖與凋亡

細(xì)胞增殖與凋亡在子宮內(nèi)膜再生修復(fù)中尤為重要。根據(jù)已有研究顯示，MSCs外泌體可通過相關(guān)機(jī)制影響細(xì)胞增殖與分化。呂承曉等[44]研究發(fā)現(xiàn)，UCMSCs外泌體及其處理后的子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)miR-21-5p表達(dá)水平顯著升高，抑制miR-21-5p表達(dá)后，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖活性降低，表明UCMSCs來源的外泌體通過轉(zhuǎn)運(yùn)miR-21-5p能夠參與調(diào)控多種與子宮內(nèi)膜再生修復(fù)相關(guān)的基因表達(dá)及信號(hào)通路，從而有效促進(jìn)子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖，加速受損子宮內(nèi)膜的再生修復(fù)進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜損傷的模型小鼠經(jīng)過UCMSCs外泌體治療后，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞Bax和Cleaved Caspase-3蛋白表達(dá)明顯降低，Bcl-2蛋白和血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)水平顯著升高；Akt酸化水平顯著增加，PTEN蛋白表達(dá)顯著下降[45]。由此提示，UCMSCs外泌體通過激活PTEN/Akt通路，調(diào)控Bcl-2家族以及血管生成相關(guān)因子的表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)胞增殖和凋亡，有效增加子宮內(nèi)膜的厚度和腺體數(shù)量，促進(jìn)血管再生，顯著改善小鼠受損的子宮內(nèi)膜。由此可見，MSCs外泌體可抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖，在損傷的子宮內(nèi)膜修復(fù)中發(fā)揮積極作用。

3.4 抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化

子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞，大量纖維沉積在子宮內(nèi)膜表面，從而導(dǎo)致內(nèi)膜功能層受損，最終造成宮腔粘連。由此可見，抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化在子宮內(nèi)膜修復(fù)過程中有著十分重要的意義。相關(guān)研究表明[46]，BMSCs可逆轉(zhuǎn)TGF-β1誘導(dǎo)的宮腔粘連新西蘭兔子宮內(nèi)膜中的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，同時(shí)通過調(diào)控TGF-β1/轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子Smad3信號(hào)軸促進(jìn)其子宮內(nèi)膜損傷后的修復(fù)過程。另外，Xiao等[47]通過實(shí)驗(yàn)對BMSCs外泌體抑制內(nèi)膜纖維化的作用機(jī)制進(jìn)行深入探討，結(jié)果表明，損傷子宮內(nèi)膜局部釋放BMSCs外泌體，攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)miR-340至毗鄰的內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中，從而發(fā)揮逆纖維化和無瘢痕修復(fù)的治療作用。

4 間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合組織工程與子宮內(nèi)膜修復(fù)

近些年來，隨著人們對MSCs的不斷深入研究，國內(nèi)外已有大量相關(guān)文獻(xiàn)證實(shí)其對子宮內(nèi)膜修復(fù)的有效性，但仍存在局部定植率低等問題。MSCs聯(lián)合支架復(fù)合物可一定程度上提高M(jìn)SCs移植效率。目前組織工程領(lǐng)域中常見的支架材料有水凝膠[48]、膠原[49]和羊膜[50]等。水凝膠是一種可注射的細(xì)胞支架，吸水性較好，是MSCs移植的優(yōu)選材料。Yang等[51]將BMSCs和水凝膠按照一定比例混合后注入宮腔粘連模型大鼠子宮內(nèi)，發(fā)現(xiàn)相較于對照組，前者的腺體數(shù)增多，內(nèi)膜厚度增加。Ding等[16]通過將大鼠BMSCs移植至可降解膠原上，發(fā)現(xiàn)其不會(huì)影響B(tài)MSCs相關(guān)基因表達(dá)，并且在一定程度上可促進(jìn)BMSCs增殖、遷移及附著。Cao等[52]亦通過一項(xiàng)前瞻性臨床觀察證實(shí)了UCMSCs/膠原支架對宮腔粘連患者的顯著效果，且無不良反應(yīng)。羊膜目前已成熟應(yīng)用于皮膚損傷和角膜疾病的治療，而在子宮內(nèi)膜修復(fù)領(lǐng)域，吳林[53]研究發(fā)現(xiàn)，相較于對照組，羊膜聯(lián)合UCMSCs治療中重度宮腔粘連患者可降低其宮腔鏡粘連術(shù)后AFS評(píng)分，促進(jìn)子宮內(nèi)膜增厚。由此證實(shí)，羊膜負(fù)載MSCs將有望成為子宮內(nèi)膜損傷后修復(fù)的新型支架材料。由此可見，MSCs聯(lián)合組織工程將是今后治療子宮內(nèi)膜損傷后修復(fù)的一大熱點(diǎn)。

5 機(jī)制總結(jié)

5.1 PI3K/AKT信號(hào)通路

磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinotidol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/AKT)是機(jī)體內(nèi)一條關(guān)鍵的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，已證實(shí)在多種生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用，如細(xì)胞增殖、凋亡、炎癥反應(yīng)以及血管生成等[54]，對恢復(fù)子宮內(nèi)膜周期性變化具有十分重要的意義。PI3K在受到上游激活信號(hào)刺激后，其胞膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2)會(huì)轉(zhuǎn)化成第二信使磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate，PIP3)，并作用于靶基因AKT；PIP3與AKT相結(jié)合并活化AKT，傳遞信號(hào)至下游效應(yīng)分子，進(jìn)而調(diào)節(jié)并介導(dǎo)激活下游多種激酶，影響細(xì)胞的分化和代謝，最終對子宮內(nèi)膜損傷后修復(fù)起到治療作用[55]。

Wang等[56]將MSCs外泌體與損傷后內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)，證實(shí)MSCs外泌體通過激活PTEN/AKT信號(hào)通路，并上調(diào)Bcl-2、下調(diào)Caspase-3，從而促進(jìn)受損的內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖和抑制內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞凋亡。張勝輝[57]則發(fā)現(xiàn)，MenSCs可通過調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路改善乙醇誘導(dǎo)的子宮內(nèi)膜損傷，并通過降低促凋亡蛋白(PUMA和Bax)以及增加抗凋亡蛋白(Bcl-xl、Bcl-2)表達(dá)來抑制子宮內(nèi)膜凋亡。董柳[58]同樣通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，UCMSCs外泌體可通過抑制PTEN，激活A(yù)KT活化，進(jìn)而激活下游的相關(guān)因子，并且Bcl-2表達(dá)上調(diào)，Caspase-3表達(dá)下調(diào)，最終證實(shí)UCMSCs外泌體通過調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路來控制下游凋亡蛋白表達(dá)。除此之外，Wang等[59]研究表明，ADMSCs外泌體可通過調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路，促進(jìn)TGF-β1、基質(zhì)金屬蛋白酶3表達(dá)，進(jìn)一步激活ERK/MAPK信號(hào)通路，抑制成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，并促進(jìn)ECM重塑，從而拮抗瘢痕形成。Zhang等[60]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MenSCs可通過AKT信號(hào)通路促進(jìn)血管形成，從而修復(fù)子宮內(nèi)膜。由此可見，在MSCs修復(fù)損傷后子宮內(nèi)膜的過程中，PI3K/AKT信號(hào)通路主要通過調(diào)節(jié)內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖凋亡、抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、促進(jìn)ECM重塑以及促進(jìn)血管形成，從而發(fā)揮對子宮內(nèi)膜的修復(fù)作用。見圖1。

圖1 間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)子宮內(nèi)膜介導(dǎo)

5.2 TGF-β1/Smad3信號(hào)通路

TGF-β1/Smad3信號(hào)通路是一條多功能的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，其參與生物體多種生理過程，如細(xì)胞增殖分化以及干細(xì)胞多能性等。在經(jīng)典TGF-β通路中，TGF-β與成纖維細(xì)胞上的特異性受體相結(jié)合，導(dǎo)致Smad2/3磷酸化，并與Smad4結(jié)合形成異聚體復(fù)合物，轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核內(nèi)，從而刺激基質(zhì)蛋白轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)ECM沉積，并抑制基質(zhì)金屬蛋白酶活性，減少ECM降解，最終促使纖維化的形成[61]。

Yao等[46]通過離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-34a的BMSCs外泌體可通過激活TGF-β1/Smad3，下調(diào)TGF-β1表達(dá)，上調(diào)波形蛋白、E-鈣黏蛋白表達(dá)，從而逆轉(zhuǎn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化來修復(fù)子宮內(nèi)膜。Li等[62]研究則證實(shí)，過表達(dá)miR-29b的BMSCs外泌體可通過抑制TGF-β1/Smad3信號(hào)通路，從而降低膠原Ⅰ型α1和α-肌動(dòng)蛋白的表達(dá)，從而抑制子宮內(nèi)膜間質(zhì)纖維化。另外，肖向陽等[63]研究表明，ADMSCs外泌體可通過調(diào)控TGF-β1/Smad3信號(hào)通路相關(guān)因子以及凋亡相關(guān)蛋白(促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)、抑制抗凋亡相關(guān)蛋白表達(dá))，從而抑制人增生性瘢痕成纖維細(xì)胞增殖。由此可見，針對性抑制TGF-β1/Smad3所調(diào)控的纖維化過程，可有效修復(fù)損傷后子宮內(nèi)膜的瘢痕形成。見圖2。

圖2 間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)子宮內(nèi)膜介導(dǎo)TGF-β1/Smad3

5.3 其他信號(hào)通路

除了PI3K/AKT和TGF-β1/Smad信號(hào)通路，Hippo、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)以及VEGF信號(hào)通路在MSCs修復(fù)子宮內(nèi)膜過程中也發(fā)揮著重要作用。Hippo通路參與細(xì)胞生長、組織再生以及控制器官大小等生物過程。在內(nèi)膜損傷修復(fù)過程中，ECM蛋白的過度積累可導(dǎo)致組織硬度增加，刺激Hippo通路Yes關(guān)聯(lián)蛋白(Yes-associated protein，YAP)[64]，活化的YAP又反過來上調(diào)ECM沉積，從而形成正反饋；同時(shí)，YAP還影響其轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)結(jié)締組織生長因子和TGF-β，從而調(diào)控組織結(jié)構(gòu)重塑[65]。張斯文[66]通過離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MenSCs可顯著降低YAP和結(jié)締組織生長因子的表達(dá)，從而對宮腔粘連患者起到一定的治療作用。Wang等[67]將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞置于MenSCs條件培養(yǎng)液中，發(fā)現(xiàn)MenSCs條件培養(yǎng)液可通過激活ERK通路，提高人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中VEGFA、VEGF受體1(VEGF receptor 1，VEGFR1)和VEGFR2的表達(dá)，促進(jìn)血管生成，從而起到抗宮腔粘連的作用。Shi等[68]將MSCs與受損內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)Circ6401與miR-29b-1-5p結(jié)合進(jìn)而促進(jìn)VEGF信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白R(shí)AP1B的表達(dá)，進(jìn)而促使血管生成，并進(jìn)一步刺激內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞增殖。見表1。

表1 間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)子宮內(nèi)膜相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制

6 展望

隨著MSCs研究的不斷深入，無論是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是臨床試驗(yàn)，結(jié)果均顯示，采用來自骨髓、脂肪、臍帶、人羊膜、月經(jīng)血以及胎盤的MSCs，對子宮內(nèi)膜修復(fù)皆具有顯著療效。MSCs可以分泌外泌體單獨(dú)或聯(lián)合組織工程的形式，在抗炎與免疫調(diào)節(jié)、促進(jìn)血管生成、調(diào)控相關(guān)細(xì)胞增殖與凋亡以及抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化方面發(fā)揮修復(fù)作用。目前主要研究多集中于PI3K/AKT和TGF-β1/Smad3信號(hào)通路；此外，Hippo、ERK以及VEGF信號(hào)通路也有部分研究進(jìn)行探討。但是，也存在一些局限性，如目前MSCs在子宮內(nèi)膜修復(fù)中的相關(guān)性研究多集中于調(diào)控細(xì)胞因子方面，故未能對不同信號(hào)通路間的交互作用進(jìn)行闡述；此外，由于目前技術(shù)限制，未能對MSCs修復(fù)子宮內(nèi)膜的具體方式進(jìn)行闡述，如MSCs如何安全有效地收集、具體的作用方式以及其安全隱患等。

損傷后子宮內(nèi)膜修復(fù)的調(diào)控機(jī)制較為復(fù)雜，目前無論是藥物治療還是手術(shù)治療均未取得較為滿意的效果。MSCs來源廣泛、免疫原性低、易于獲取，且可分泌相關(guān)細(xì)胞因子促進(jìn)損傷組織修復(fù)，因此，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。此外，基于現(xiàn)有的相關(guān)生物信息學(xué)分析結(jié)果，有待深入并擴(kuò)展MSCs在子宮內(nèi)膜修復(fù)中的其他通路研究；后續(xù)研究應(yīng)明確各類MSCs在子宮內(nèi)膜修復(fù)中的側(cè)重點(diǎn)，并進(jìn)行深入探討；臨床應(yīng)用中，為達(dá)到最佳的治療效果，需對MSCs注射時(shí)機(jī)、注射部位、運(yùn)輸方式以及安全性等進(jìn)行深入研究。