人脐带间充质干细胞移植在卵巢早衰中的研究进展
卵巢早衰(prematare ovary failure，POF)是指育龄妇女40岁前因卵巢功能衰退出现持续性闭经及性器官萎缩的综合征，常伴有低雌激素(E)和高促性腺激素(FSH、LH)血症, 临床表现常有闭经、阵发性潮热、阴道干涩、性欲下降等围绝经症状者, 称为卵巢早衰(POF)。有不少学者认为POF的卵巢损伤不可修复，但现今许多医学专家却提出卵巢衰退并不是不可逆转[1]，其卵巢功能是可以恢复的[2]。在某些条件下卵泡是可能再生的[3]。近年来有人采用人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs)移植治疗POF取得了可喜的进展。
1.POF病因及常规治疗
POF的发病率为1%～3%[4]，闭经者中约4%～28%为POF[5]。其发病原因可能与某些先天性疾病如卵巢发育缺陷、Turner’s综合征，自身免疫疾病如风湿性关节炎、甲状腺炎致卵巢产生自身免疫性抗体，基因突变如LHβ单位基因突变，卵巢损伤如感染、放化疗、手术等因素有关。其机制可能因卵泡的缺失或卵泡对促性腺激素反应低下而导致卵巢功能下降或衰竭[6]。
治疗POF目前主要采用性激素替代治疗(Hormone replacement therapy，HRT )、中药及植物药、辅助生殖技术、干细胞移植等治疗方法，有一定疗效。HRT能提高患者的激素水平和改善卵巢功能减退症状，对恢复生育能力作用不大，还可能增加血栓和乳腺癌患病率;中药及植物药可改善患者雌激素下降的不适，但卵巢功能恢复效果不显著;辅助生殖技术目前多用于要求生育者，但体外受精前使用促排卵药物刺激卵巢卵泡发育和成熟，可能导致卵泡耗竭加速，加剧POF。近期干细胞移植，尤其人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs)成为人们普遍关注的研究热点。
2.hUCMSCs及其治疗POF的研究
2.1.hUCMSCs的生物特性
众所周知干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的祖细胞，根据其来源不同分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞(Embryonic stem cells，简称作ES细胞)是从胚泡(早期胚胎阶段)未分化的内部细胞团中得到的干细胞;成体干细胞是存在于胎儿、儿童和成人组织中的多能干细胞的总称。上世纪60年代有人[7]首先从骨髓中发现间充质干细胞(Bone mesenchymal stem cells,BMSCs)。BMSCs是存在于骨髓微环境中的一种成体干细胞，来源于发育早期的中胚层，是具有高度自我更新和多向分化潜能的多能干细胞。供体BMSCs采集须行骨髓穿刺术，存在供体损伤和干细胞污染，故应用受到一定的限制。
脐带间充质干细胞(Umbilical cord mesenchymal stem cells，UCMSCs)生物学特性与BMSCs相似，但其增殖能力优于BMSCs。UCMSCs主要来源有4种:(1)来源于华尔通氏胶[Whartonps jelly(W J)];(2) 来源于脐血管周围;(3)来源于脐血;(4)来源于脐静脉血管内皮下。人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs)主要来源于华尔通氏胶。华尔通氏胶是在脐带动静脉之间含有特殊的胚胎黏液样结缔组织，它富含透明质酸，形成了成纤维细胞周围的水凝胶结构。从华尔通氏胶分离得到的基质细胞即为hUCMSCs[8]。hUCMSCs呈典型的成纤维状，在体外可以分化为骨细胞、软骨细胞、肝细胞、心肌细胞等;在体内可以分化为多巴胺能神经元、骨骼肌细胞、内皮细胞、胰岛细胞等[9]，而决定分化方向的关键是诱导分化的条件。
hUCMSCs具有来源丰富，对供者无明显影响，易于采集运输和体外分离、培养，生物性能稳定，免疫源性低，无异体排斥反应和伦理争议等诸多优点。有望成为骨髓间充质干细胞的理想替代来源[10]和细胞治疗中的理想种子细胞。
2.2.hUCMSCs治疗疾病的研究 hUCMSCs与骨髓间充质干细胞一样是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞，亦具有很强的“可塑性”。hUCMSCs 被诱导为神经元和胶质细胞，能治疗重大神经系统疾病如脊髓损伤、多发性硬化、老年性痴呆、帕金森病等[11];hUCMSCs能分化为心肌样细胞[12]，作为心肌细胞的来源[13]，治疗心血管疾病;hUCMSCs 可分化为成熟的胰岛β样细胞，在1 型糖尿病中可作为胰岛β细胞替代治疗的理想来源[14];hUCMSCs 能够被诱导分化为有功能的肝细胞，为重症肝病的治疗提供了新的途径[15];hUCMSCs能够携带靶基因定向进入癌症组织，有效减少实体肿瘤体积[16]，对肿瘤的发现、诊断和治疗有积极意义[17]。美国加州大学与Advanced Cell Te-chnology 公司合作,将胚胎干细胞分化为视网膜色素细胞(RPE) 后移植至视网膜下, 治疗黄斑营养不良, 两位患者视力得到改善[18]。以上研究表明，hUCMSCs移植能分化成人体多种细胞，修复和代替组织和器官功能。
2.3.hUCMSCs 治疗POF的研究
众多实验表明hUCMSCs具有向生殖细胞分化的潜能[19，20]。陈芳等[21]在体外实验中发现，UCMSCs具有抑制卵巢颗粒细胞凋亡的作用。hUCMSCs表达OCT4、Stella、Ifitm3 等生殖系统标记物，在含5%，10%，20%等不同浓度卵泡液的诱导条件下细胞可聚集分化形成卵母细胞样结构[22]。冷少华等[23]报道UCMSCs移植到小鼠体内后，能富集在卵巢早衰小鼠卵巢的卵泡周围，卵泡计数和E2水平提高，也表明UCMSCs具有向生殖细胞分化的能力。最近, 日本的研究人员成功地诱导小鼠干细胞成为了可生长发育的卵子, 受精后长成了健康的幼鼠[24]。
Lee H等报道[25]在用移植绿色荧光标记的小鼠体内，发现小鼠卵巢局部移植对化疗所致的卵巢早衰有明显的治疗作用，表现为小鼠卵巢各级卵泡数增加，E2浓度明显上升，FSH浓度明显下降，表明能修复卵巢结构，改善卵巢功能，提高小鼠的生殖能力。最近还有一项用卵泡刺激素受体(FSH receptor，FSHR)基因敲除的雌性小鼠模型研究人类POF[26]，静脉注射MSCs后发现，小鼠成熟卵泡数及总卵泡数明显增加，与对照组相比，FSH下降增加，表明MSCs可促进卵泡的发育和性激素分泌，为POF患者恢复卵巢功能提供了可能。2011年朱少芳等[11]通过鼠尾静脉移植hUCMSCs到卵巢早衰的大鼠，发现静脉注射同样达到卵巢注射的效果，有望静脉注射hUCMSCs成为代替卵巢注射hUCMSCs的新的治疗方式。
目前hUCMSCs移植治疗疾病还处于初始阶段，实际临床应用很少。有项研究是给2个急性移植物抗宿主病的患者注射4次UCMSCs，治疗完成后患者症状得到明显改善，治疗过程没出现不良反应[27]。Schwartz SD等[28]将约5万个分离提纯的视网膜色素上皮细胞注入到老年性黄斑变性和Stargardt病的2位患者的视网膜下, 4个月后两位患者视力得到改善。
hUCMSCs移植治疗POF中更是凤毛麟角，临床报道非常罕见。LIU等报道[29]4例接受化疗后诊断为POF的患者接受干细胞移植后恢复了生育能力，足月分娩获得了健康新生儿。提示应用hUCMSCs治疗，为POF的卵巢功能改善和恢复提供了全新的思路。
综上所述，POF的发病机理是卵泡的缺失或卵泡对促性腺激素反应低下致卵巢功能下降甚至缺乏生育能力，如何挽救或恢复其功能是我们追求的目标。hUCMSCs是一种来源丰富，易于分离、培养，无异体排斥反应和伦理争议的理想种子细胞，具有分化迁移归巢、免疫调节及营养等鲜明特点，能增加卵巢各级卵泡数，抗颗粒细胞凋亡，促进颗粒细胞生长，改善卵巢内分泌功能，恢复受孕力，对POF具有一定治疗作用。目前，hUCMSCs治疗POF尚缺乏系统完善的大样本临床前研究。而且国内外研究大多局限于动物实验，促进卵巢卵泡增生、抑制颗粒细胞凋亡、提高卵巢功能和干细胞在动物体内迁移分布等方面的机制尚需进一步完善;向生殖细胞分化的潜能细胞最佳移植方式、移植部位与数量、移植时间窗、移植后干细胞在体内的归巢转归及对卵巢损伤修复的作用评价指标等均需要进一步的探索研究。相信hUCMSCs 必将成为细胞治疗中理想的种子细胞之一，在调节和促进卵巢功能上尤其治疗POF上会拥有更广阔的应用前景。
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