2021年干细胞治疗卵巢早衰研究进展(全文)

2021年干细胞治疗卵巢早衰研究进展（全文）摘要早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）也被称为卵巢早衰，作为女性不孕症的主要原因之一，受到广泛关注，主要表现为低雌激素水平和高促性腺激素水平。

POI的病因及机制复杂，目前无统一定论，在治疗上也主要采用补充雌激素等综合治疗。

随着干细胞研究的深入，干细胞治疗POI成为新的关注点，本文对POI 的病因及不同来源干细胞治疗POI的作用机制做一综述，为后续的研究提供参考。

【关键词】干细胞；间充质干细胞；早发性卵巢功能不全；卵巢早衰卵巢是女性重要的性腺器官，其主要功能为产生卵子并排卵，同时分泌女性激素。

早发性卵巢功能不全（premature ovarain insufficiency，POI）是一组由多种原因引起的以卵泡成熟障碍伴女性激素分泌减少为特征的临床综合征。

展现了从卵巢储备功能减退到卵巢早衰的全过程。

主要表现为40岁以前出现的闭经、雌激素水平降低和促性腺激素水平升高［卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，FSH）>40 IU/L］，并伴有不同程度的围绝经期表现（如潮热、情绪易激动等）。

POI发病率为1%~5%，且近年来有逐渐上升趋势［1］。

此外，POI患者增加了不孕症、性功能障碍、心血管疾病、骨质疏松等疾病的患病风险［2］。

POI患者承受着心理生理的双重打击。

由于其病因尚不明确，对于卵巢早衰的治疗，目前主要包括补充雌激素及对不孕症的治疗，缺乏从根本改善卵巢功能的治疗方法。

近年来，随着再生医学的发展，干细胞进入研究者的视线，其自我复制及多向分化的特性为恢复卵巢功能的治疗提供了新的思路。

本文对干细胞治疗卵巢早衰的研究进展做一综述。

一.卵巢早衰的病因1. 遗传因素：占病因的20%~25%，包括染色体异常和基因突变。

染色体异常多见于Turner综合征，又称先天性卵巢发育不全，临床最常见的典型染色体核型为45,XO，由于X染色体部分或者完全缺失，导致在胚胎时期生殖细胞就开始迅速退化和卵泡间质迅速纤维化，影响卵泡的正常发育，从而出现卵巢早衰。

基因突变多见于X染色体异常，X染色体上的脆性X智力低下基因（fragile X mental retardation gene 1，FMR1）5’端（CGG）三核苷酸重复序列的异常扩增及其邻近部位的CpG岛异常甲基化，从而导致FMR1基因沉默不表达，最终引起女性成年后卵巢早衰［3］。

2. 免疫因素：约20%的POF患者被诊断同时伴有其他自身免疫性疾病，如甲状腺、肾上腺、胰腺疾病［4］。

卵巢早衰的免疫因素主要包括两个方面：①POI患者体内存在自身抗体——抗卵巢抗体（antiovary antibody，AOA），其作用于卵巢特异性抗原，引起抗原抗体反应，导致卵巢细胞损伤，加速卵泡闭锁，从而影响卵巢正常功能，出现POI［5］；②细胞因子对卵巢的发育存在影响，如白介素、转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-α、TGF-β、γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）等［6］。

有研究表明，调节性T （Treg）细胞水平降低，对CD4+T、CD8+T细胞的调控减弱，导致自身免疫性卵巢炎，同时，Treg水平下降，TGF-β水平降低，IFN-γ水平升高，使卵泡发育障碍，从而出现卵巢早衰［7］。

3. 医源性因素：随着育龄期女性恶性肿瘤发病率的增加，放化疗导致的卵巢功能衰退逐渐成为卵巢早衰的又一原因。

另外，卵巢手术也会不可避免地损伤供养卵巢的细小血管，从而影响卵巢功能，出现卵巢早衰。

4. 环境及感染因素：一些病毒感染同样会导致卵巢早衰，如巨细胞病毒、腮腺炎病毒等。

环境污染物也与卵巢早衰有关，烟雾中的多环芳香族化合物其生殖细胞毒性也是导致女性卵巢功能早衰的另一原因［1，8］。

5. 不明因素：还有一部分患者被称为自发性卵巢功能减退，患者拥有正常染色体核型，同时在40岁之前具有正常卵巢功能，这部分患者90%无法确定具体致病因素［9］，亦是给卵巢早衰的诊断与治疗带来挑战。

二.卵巢早衰与干细胞当前对于卵巢早衰的治疗，中西医都有报道。

中医治疗卵巢早衰主要通过药物及针灸治疗。

中医讲究辨证论治，他们将POI分为六大主要证型：肾精亏虚、肾虚脾虚、肾虚肝郁血瘀、肝肾亏虚、冲任不调、心肾不交等，因此治疗上多采用补肾填精、补肾健脾、肾虚肝郁血瘀、滋补肝肾、补肾调冲、交通心肾等方法［10］。

而西医根据其病因及疾病特点，治疗上主要包括激素补充治疗、免疫治疗、促排卵及胚胎移植等辅助生殖治疗，但都无法从根本上改善卵巢功能。

近年来随着再生医学的发展，干细胞的研究逐渐得到丰富，干细胞在卵巢早衰中的治疗价值也逐渐显现。

干细胞具有自我更新及多项分化的潜能，在生殖领域受到广泛研究，根据其分化能力的不同，可以分为全能干细胞、多功能干细胞和单向干细胞［11］。

间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）是干细胞家族中的重要成员，起源于发育早期的中胚层，是一种多能干细胞，在体内、体外的特殊刺激下可以定向分化为脂肪、肌肉、骨骼、软骨等多种组织细胞，最早是从骨髓中分离出来的，后来逐渐发现脐带、胎盘、羊膜、脂肪等组织中均可分离得到［12］。

除了定向分化的能力之外，还可以分泌一些细胞因子，被研究者认为是一种有效使组织再生的方法，在恶性肿瘤、组织损伤修复、生殖医学、免疫治疗等多方面得到发展［13-14］，故而推断，干细胞自我复制及多向分化的特性有望从根本上治疗卵巢早衰。

三.不同来源治疗卵巢早衰的作用机制1. 骨髓间充质干细胞（bone marrow derived mesenchymal stem cells，BMSCs）治疗POI的作用机制：BMSCs是分离自骨髓基质的低免疫原性的成体干细胞，主要通过定向迁移、归巢至受损组织，旁分泌作用来促进卵巢功能的恢复。

Liu等［15］研究表明尾静脉注射BMSCs后，通过血液循环最终分布于卵巢门及髓质，而非直接作用于黄体及卵泡，即BMSCs并未分化为卵母细胞以恢复卵巢功能，但减少了顺铂损伤导致的颗粒细胞的凋亡，说明BMSCs对颗粒细胞及卵泡的保护作用主要通过旁分泌一些细胞因子，改善卵巢微环境从而恢复卵巢功能。

研究表明，小鼠卵泡发育受部分基因调控［16-18］，而彭静等［19］的研究显示通过尾静脉注射BMSCs后，干细胞治疗组调节卵泡发育的相关基因水平明显高于对照组未注射BMSCs的小鼠，因此考虑BMSCs也可能通过上调卵泡发育相关基因，以促进小鼠卵泡发育。

2. 脐带间充质干细胞（umbilical cord mesenchymal stem cells，UCMSCs）治疗POI的作用机制：UCMSCs是从新生儿脐带组织中分离得到的一种多功能干细胞。

Wang等［20］的研究中将UCMSCs经尾静脉注射入小鼠体内，观察到卵巢功能得以恢复，颗粒细胞凋亡得到抑制，但并未观察到干细胞向卵泡细胞分化，同时干细胞治疗组表达了更多参与DNA修饰、转录及信号转导通路的蛋白质，认为UCMSCs更多的是通过旁分泌途径来修复受损卵巢细胞、抑制颗粒细胞凋亡、改善卵巢局部微环境，进而恢复卵巢功能。

磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/Akt信号途径是调节原始卵泡活化及发育的重要通路［21］。

TrkA受体主要激活PI3K 以促进细胞存活和增殖［22］。

在Zheng等［23］的研究中UCMSC移植后，卵巢中神经生长因子（nerve growth factor，NGF）和TrkA 的表达升高，而卵泡刺激素受体（follicle-stimulating hormone receptor，FSHR）水平降低，且UCMSCs移植后改善了POI大鼠的妊娠率及胚胎数，认为UCMSCs可以改善化疗诱导的POI大鼠卵巢功能，并且通过NGF/TrkA信号通路进行调节。

3. 人胎盘来源间充质干细胞（human placenta mesenchymal stem cells，hPMSCs）治疗POI的作用机制：有研究提出，对于注射透明带3多肽（peptide zona pellucida 3，pZP3）建立的POI 小鼠模型，静脉注射hPMSCs后可改善POI小鼠的高促性腺激素和低雌激素水平，促进卵泡发育，抑制卵泡闭锁和颗粒细胞凋亡，并提高卵巢储备能力［24］。

Yin等［25］研究显示hPMSCs移植可以恢复pZP3免疫诱导的小鼠卵巢功能损伤，改变了卵巢局部组织反应及内分泌激素的分泌，与对照组相比，hPMSCs治疗组Akt的激酶活性增加，PI3K/Akt信号通路被激活，POI小鼠卵巢中颗粒细胞凋亡减少，同时Th17/Tc17及Th17/Treg 细胞比例降低，卵巢功能得到改善。

hPMSC移植后POI小鼠中Th17/Tc17和Th17/Treg细胞的比例发生改变，PI3K/Akt信号通路激活参与了卵巢功能的恢复［26］。

4. 人羊膜来源干细胞治疗POI的作用机制：人羊膜来源干细胞包括人羊膜上皮细胞（human amniotie epithelial cells，hAEC）、人羊膜间充质干细胞（human amniotic mesenchymal stem cell，hAMSC）。

Zhang等［27］认为hAEC的旁分泌作用对化疗所致卵巢损伤具有保护作用，hAEC分泌了多种与卵泡发育相关的因子，这些细胞因子有效抑制颗粒细胞凋亡，通过激活人黄素化颗粒细胞的TGF-β/Samd途径以恢复卵巢功能。

作为人羊膜来源干细胞的另一种，hAMSCs可以恢复氧化损伤介导的POI小鼠的卵巢功能，主要通过旁分泌作用而不是通过分化成颗粒细胞或卵母细胞来恢复卵巢功能。

实验发现hAMSCs分泌各种细胞因子参与了卵巢微环境的调节，由此认为，hAMSC的机制可能与通过改善卵巢的局部微环境以促进卵泡发育、颗粒细胞增殖和激素分泌功能有关［28］。

5. 脂肪来源干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）治疗POI的作用机制：从脂肪组织中分离得到的ADSCs具有取材容易、可获取量大、对机体损伤小等优点，逐渐成为研究热点。

阴春霞等［29］的研究中实验组大鼠FSH水平降低，雌二醇水平升高，颗粒细胞GnRHR蛋白表达明显降低，说明脂肪干细胞可以减轻顺铂对卵巢的损伤，改善卵巢功能。

环磷酰胺（cyclophosphamide，CTX）腹腔注射构建POI小鼠模型后，将ADSCs通过尾静脉注射或者直接移植入卵巢，观察到调节一些细胞因子分泌的基因发生变化，移植组卵泡数及排卵数增加，颗粒细胞凋亡减少，因此认为ADSCs主要依靠旁分泌细胞因子的作用改善卵巢功能。