激素療法、輔助生殖技術(shù)和再生醫(yī)學(xué)已被用于治療卵巢功能不全 (POI) 引起的不孕癥，但收效甚微。現(xiàn)在是時(shí)候通過(guò)概述POI患者進(jìn)化干細(xì)胞 (SC) 療法的爭(zhēng)議和前景來(lái)對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)查了。

我們首先討論組織源性SC治療和誘導(dǎo)/工程SC治療的幾種策略，然后列舉機(jī)制，包括在生殖組織中誘導(dǎo)的細(xì)胞再生能力和由各種趨化因子誘導(dǎo)的旁分泌作用。接下來(lái)，我們?cè)u(píng)估了基于SC的組織工程在逆轉(zhuǎn)卵巢衰老方面的潛在益處。最后，我們討論了干細(xì)胞療法和廣義再生醫(yī)學(xué)治療卵巢功能不全的臨床可行性。

總之，干細(xì)胞療法和干細(xì)胞衍生的外泌體，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、工程干細(xì)胞和組織工程可以為卵巢功能不全患者的生育康復(fù)開(kāi)啟新篇章。揭示潛在的分子機(jī)制和生物學(xué)功效不僅可以通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)，還可以通過(guò)安全篩選和臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證干細(xì)胞治療卵巢早衰的可行性。

介紹

女性自然絕經(jīng)的平均年齡約為48-51歲。卵巢功能不全 (POI) 也稱(chēng)為卵巢早衰 (POF)，是指在月經(jīng)來(lái)潮前因卵巢功能喪失而停止月經(jīng)。

POI女性的特征是無(wú)排卵、雌激素缺乏和原發(fā)性或繼發(fā)性閉經(jīng)。

診斷主要基于血清促卵泡激素水平升高（>40IU/L，等于絕經(jīng)期范圍）。

POI分為三個(gè)臨床階段（隱匿性、生化和顯性），而POF在第三階段得到更好的解釋。這種疾病具有高度異質(zhì)性，具有廣泛的致病原因，包括遺傳、自身免疫、代謝（半乳糖血癥）和醫(yī)源性（抗腫瘤治療）。

目前，POI的治療包括激素替代療法、卵母細(xì)胞冷凍保存、體外激活和再生醫(yī)學(xué)等。由于荷爾蒙的副作用，患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。最近，體外激活已成為治療POI不孕不育患者的一種有前途的策略；然而，Akt刺激藥物對(duì)卵母細(xì)胞的負(fù)面影響仍不確定。

細(xì)胞、組織和器官修復(fù)技術(shù)已被開(kāi)發(fā)用于治療器官功能障礙；因此，一種稱(chēng)為再生醫(yī)學(xué)的替代治療方法蓬勃發(fā)展，如圖1所示。再生醫(yī)學(xué)的一些關(guān)鍵組成部分是干細(xì)胞 (SC)，干細(xì)胞可分為胚胎干細(xì)胞和成人干細(xì)胞。他們的發(fā)展階段。在后者中，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 由于其低免疫原性而具有治療POI的潛力。有幾種類(lèi)型的MSC，包括骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (BMSC)、脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (ADSC) 和外周血單核細(xì)胞。盡管越來(lái)越多的證據(jù)表明SC在動(dòng)物POI模型中有效，SCs在POI管理中的功效基礎(chǔ)機(jī)制仍有待闡明。

臨床前研究和臨床試驗(yàn)已使用各種干細(xì)胞和祖細(xì)胞群來(lái)測(cè)試它們?cè)谥委煈?yīng)用中的功效。此外，干細(xì)胞還可以分泌一些外泌體，這些外泌體可以通過(guò)轉(zhuǎn)移microRNA、酶和其他一些生物活性分子來(lái)發(fā)揮旁分泌功能。正在探索下一代方法，包括體外植入重新編程的工程干細(xì)胞以?xún)?yōu)化表型。工程仿生生殖組織（例如封裝在支架中的毛囊）的再生能力仍在評(píng)估中。

在這項(xiàng)研究中，我們研究了用于治療卵巢功能障礙的干細(xì)胞類(lèi)型有哪些和工程化的組織特性、潛在的內(nèi)在機(jī)制以及干細(xì)胞治療的最新臨床前和臨床進(jìn)展。我們的討論表明，干細(xì)胞療法在逆轉(zhuǎn)POI誘發(fā)的不孕癥方面具有潛在的治療效果。

方法

使用PubMed搜索了截至2023年5月發(fā)表的與POI相關(guān)的基于SC的治療的原始文章。關(guān)鍵詞組合包括“卵巢早衰”、“卵巢功能不全”、“干細(xì)胞”、“干細(xì)胞療法”、“再生醫(yī)學(xué)”和“工程組織”。我們專(zhuān)注于SC在POI管理中的潛在機(jī)制的研究或調(diào)查。在適當(dāng)?shù)那闆r下，還搜索了參考列表以查找更多相關(guān)報(bào)告。本研究共鑒定并評(píng)估了128篇文章。確認(rèn)的文章僅限于全文英文論文。

結(jié)果

干細(xì)胞的特性

治療卵巢早衰的干細(xì)胞類(lèi)型有哪些？

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞：BMSCs是一種多能成人SCs，可在骨髓微環(huán)境中找到。在一定條件下，這些細(xì)胞可以分化成各種細(xì)胞，如脂肪細(xì)胞、軟骨和骨骼。?

由于主要組織相容性復(fù)合物II類(lèi)分子的最低表達(dá)和許多抗炎因子的分泌，BMSCs具有低免疫原性。此外，BMSCs可以作為組織修復(fù)的候選者，因?yàn)樗鼈兙哂羞w移和回到受傷部位的能力。它們通過(guò)各種細(xì)胞因子譜調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和增強(qiáng)相關(guān)細(xì)胞的功能，積極參與組織損傷修復(fù)。

脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞：ADSC是存在于脂肪組織中的另一種多能MSC。這些細(xì)胞可以通過(guò)膠原酶消化和離心密度梯度分離從處理過(guò)的脂肪抽吸物中成功分離，這是一種比其他來(lái)源（例如BMSC）更痛苦的收集過(guò)程。

ADSCs在再生醫(yī)學(xué)中的最初應(yīng)用主要集中在它們沿內(nèi)胚層、外胚層和中胚層譜系的分化潛能。此外，它們對(duì)各種細(xì)胞因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子發(fā)揮旁分泌作用的能力能夠?qū)崿F(xiàn)受損細(xì)胞的自我修復(fù)。

月經(jīng)血來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞（MenSCs）；卵原干細(xì)胞/雌性生殖系干細(xì)胞：一些SC獨(dú)特地來(lái)源于女性，包括月經(jīng)血衍生的基質(zhì)細(xì)胞 (MenSC) 和卵原SC (OSC)。由于MenSC易于獲取且無(wú)創(chuàng)，因此已被用于多項(xiàng)研究?？紤]到它們的分化能力和可塑性，我們建議MenSC可以幫助設(shè)計(jì)新的不孕癥治療方法。

人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞、人胎盤(pán)間充質(zhì)干細(xì)胞：在產(chǎn)前期間可以分離出幾種類(lèi)型的SC。母胎物質(zhì)，包括羊膜、臍帶和胎盤(pán)，是MSCs的來(lái)源。羊水SCs和人羊膜上皮細(xì)胞通常被稱(chēng)為人羊膜來(lái)源的MSCs (hAD-MSCs)。

嬰兒出生后，臍帶MSCs保持非常低的免疫原性；在源自臍帶的MSCs中，源自臍動(dòng)脈的血管周?chē)鶶Cs (PSCs) 比源自臍靜脈的PSCs或沃頓膠質(zhì)衍生的MSCs表現(xiàn)出更高的Notch配體Jagged1表達(dá), 這表明它們有前途的血管生成潛力。人胎盤(pán)來(lái)源的MSCs (hPMSCs)，也稱(chēng)為人絨毛膜板來(lái)源的MSCs，通常用于卵巢功能的重建。hPMSC已被證明可以分泌多種細(xì)胞因子，包括粒細(xì)胞集落刺激因子、趨化因子（CC基序）配體5和IL-6/-8/-10。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）的首次成功衍生發(fā)生在2006年。?研究人員將四種轉(zhuǎn)錄因子Oct4、Sox2、C-Myc和Klf4引入體細(xì)胞并獲得了iPSC。盡管已經(jīng)報(bào)道了iPSC可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，例如遺傳和表觀(guān)遺傳異常，以及由于c-Myc等癌基因的過(guò)度表達(dá)而增加的癌癥風(fēng)險(xiǎn)，但iPSC仍然具有恢復(fù)卵巢功能的巨大潛力。

工程化的干細(xì)胞：基因編輯技術(shù)可用于生產(chǎn)與其自然特性相比具有高級(jí)功能和特異性的SC。這些工程方法將有助于深化下一代SC的價(jià)值和臨床適用性。?

MSCs的基因修飾是通過(guò)轉(zhuǎn)染各種載體來(lái)優(yōu)化表型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先，敲除人類(lèi)白細(xì)胞抗原基因可以降低同種異體SC的免疫原性，并提供通用供體細(xì)胞的潛在來(lái)源。其次，修飾的MSC可以顯著改善靶向遷移。第三，工程化的 MSC 能夠過(guò)度表達(dá)細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子以增強(qiáng)組織修復(fù)。例如，治療可能包括轉(zhuǎn)染 microRNA (miR)-21慢病毒載體、質(zhì)?；蛄姿嵫軆?nèi)皮生長(zhǎng)因子 (pVEGF) 以過(guò)表達(dá)某些調(diào)節(jié)因子和熱休克預(yù)處理以增強(qiáng)MSC的活力。

干細(xì)胞來(lái)源的外泌體：最近的一項(xiàng)研究表明，MSC可以分泌外泌體，外泌體作為多種生物活性分子的貨物，包括酶、mRNA、tRNA、miR和熱休克蛋白[圖2]。外泌體可直接影響細(xì)胞間通訊和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)行為。外泌體可作為脫細(xì)胞治療的理想選擇，因?yàn)樗鼈兛山档湍[瘤形成或在MSC期間植入異位組織的風(fēng)險(xiǎn)移植及其廣泛的來(lái)源和容易獲得。研究表明，MSC外泌體通過(guò)植入miR-644-5p和miR-10a等功能性miRNA，在POF小鼠模型中抑制化療誘導(dǎo)的顆粒細(xì)胞 (GC) 凋亡。

潛在的治療效果

根據(jù)干細(xì)胞類(lèi)型列出了干細(xì)胞治療的臨床前研究 [補(bǔ)充表1]。在補(bǔ)充表2中提到的臨床研究中，大多數(shù)包括促卵泡激素水平>20或25IU/l、年齡在40歲以下、臨床診斷為POI的患者。我們總結(jié)了針對(duì)POI的下一代基于SC的療法，包括使用iPSC、工程SC、外泌體和工程組織進(jìn)行治療。

總之，干細(xì)胞移植后次級(jí)、初級(jí)和原始卵泡的數(shù)量增加，卵巢質(zhì)量改善。此外，雌二醇和抗苗勒管激素的血清水平升高，而卵泡刺激素水平隨著雌二醇水平的升高而降低。這些結(jié)果表明卵巢功能的恢復(fù)。然而，需要更好地闡明漸進(jìn)表型的潛在機(jī)制。

干細(xì)胞治療卵巢早衰的作用機(jī)制研究

干細(xì)胞的分化特性：SC傾向于遷移到受損的組織部位，這會(huì)刺激卵巢恢復(fù)。多種趨化因子和生長(zhǎng)因子受體，例如（CC基序）配體5、血管細(xì)胞粘附分子-1、IL-8受體、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子 (HGF)、P-選擇素和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP；MMP-2）在許多研究中，這些細(xì)胞分化成其他細(xì)胞類(lèi)型（例如脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、神經(jīng)元和內(nèi)皮細(xì)胞）的能力已在體內(nèi)和體外。一項(xiàng)研究表明，卵巢來(lái)源的間充質(zhì)樣SCs具有高度可塑性，可以分化成成骨組織和軟骨形成組織以及原始生殖細(xì)胞的前體。

干細(xì)胞的旁分泌作用：人們普遍認(rèn)為，SC的恢復(fù)作用更多地依賴(lài)于旁分泌活動(dòng)，而不是多能分化[圖3]。SC的旁分泌活動(dòng)是指它們分泌趨化因子、生長(zhǎng)因子、激素和其他生化信使來(lái)調(diào)節(jié)相鄰細(xì)胞的能力。旁分泌信號(hào)通過(guò)觸發(fā)血管生成、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗細(xì)胞凋亡和抗纖維化途徑。

(a) GC 的凋亡受到細(xì)胞因子、微小 RNA、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子和基因的活性的抑制。細(xì)胞因子包括 VEGF、HGF、FGF2和IGF-1。(b) MMPs、TGF-β1、VEGF、bFGF、ADM 和 ET-1 可以保護(hù)卵巢免受纖維化。(c) 增加VEGF、FGF2、HGF、血管生成素、TGF-β1、MMP、IGF 和 MCP1 的分泌促進(jìn)目標(biāo)血管的血管生成。(d) 分泌HGF、TGF-β和PGE2調(diào)節(jié)T輔助細(xì)胞17和T調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的比例。(e) HO-1/-2的規(guī)管表達(dá)改善氧化應(yīng)激，導(dǎo)致SOD1增加和ROS水平降低。

抗凋亡作用：當(dāng)10%的GCs發(fā)生凋亡時(shí)，卵泡會(huì)發(fā)生閉鎖。多項(xiàng)研究表明，不同的MSCs在化療引起的卵巢毒性中具有保護(hù)和再生作用，SCs 的抗凋亡機(jī)制與某些細(xì)胞因子、外泌體miRNA、轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子，包括 VEGF、HGF、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 2和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1，由 MSCs 產(chǎn)生可能抑制GCs中的細(xì)胞凋亡許多信號(hào)通路參與抗細(xì)胞凋亡作用，包括IRE1-α和神經(jīng)生長(zhǎng)因子/TrkA，已得到證實(shí)。

抗纖維化作用：卵巢纖維化可由機(jī)械性或低溫性卵巢損傷誘發(fā)。有證據(jù)表明，多種細(xì)胞因子，如MMPs、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β1、VEGF和內(nèi)皮素-1，與POI相關(guān)的纖維化有關(guān)。值得注意的是，已發(fā)現(xiàn)POI患者的TGF-β1水平增加，這可能是由于加速卵泡閉鎖導(dǎo)致的纖維化?？估w維化作用與HGF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子和腎上腺髓質(zhì)素有關(guān)。MSCs可能影響上述細(xì)胞因子以抑制成纖維細(xì)胞的增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的沉積。SCs的抗纖維化作用的內(nèi)在機(jī)制需要進(jìn)一步澄清。

血管生成作用：重要的是，間充質(zhì)干細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)胞因子，其中一部分可以促進(jìn)各種組織的新生血管形成。SCs通過(guò)多種生物活性因子促進(jìn)血管生成和卵巢恢復(fù)，包括VEGF、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 2、HGF、血管生成素、TGF –?β1、MMP、胰島素樣生長(zhǎng)因子和單核細(xì)胞趨化蛋白1。

免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用：據(jù)報(bào)道，各種類(lèi)型的SC可調(diào)節(jié)卵巢炎癥和免疫系統(tǒng)。在PMSC移植的POI小鼠中，卵巢恢復(fù)后Th17/Tc17和Th17/Treg細(xì)胞比率通過(guò)PI3K/Akt信號(hào)通路降低；同樣，ADSC移植促進(jìn)Treg增殖，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞減少Th1/Th2細(xì)胞因子hAD-MSC移植還可以通過(guò)腫瘤壞死因子-α的活性減少卵巢中的炎癥反應(yīng)。

抗氧化作用：在卵巢中，活性氧的過(guò)度積累可以通過(guò)減少卵母細(xì)胞成熟和GC黃素化來(lái)誘發(fā)不育，這會(huì)降低卵母細(xì)胞質(zhì)量和生殖結(jié)果。

展望

在過(guò)去的50-60年里，SC治療的領(lǐng)域大大增加了。幾十年前，第一代（主要的、組織來(lái)源的）SC用于實(shí)驗(yàn)室和診所，而第二代細(xì)胞（人類(lèi)胚胎干細(xì)胞 (hESC) 和iPSC）在過(guò)去5-10年中用于基礎(chǔ)研究。最近，iPSCs的功能性卵母細(xì)胞衍生已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，這為卵巢保留不足的女性帶來(lái)了新的希望。與SC工程工具包一起，工程SC可用于新的治療應(yīng)用。

干細(xì)胞治療對(duì)卵巢早衰患者有明顯的優(yōu)勢(shì)。

首先，與激素替代療法和卵母細(xì)胞冷凍保存等常規(guī)方法相比，SC療法可以更好地恢復(fù)卵巢儲(chǔ)備，促進(jìn)卵泡生成，防止GC凋亡，調(diào)節(jié)卵巢激素的分泌。其次，SC療法可能適用于化療引起的POI患者。

盡管可以通過(guò)使用MSCs作為替代方案來(lái)解決有關(guān)胚胎SCs移植的倫理問(wèn)題，但對(duì)于治療用途，仍有幾個(gè)問(wèn)題需要解決。

首先，使用SC的一個(gè)主要缺點(diǎn)是無(wú)法獲得高質(zhì)量的材料。移植方法可能是侵入性的，并可能導(dǎo)致術(shù)后副作用，例如免疫反應(yīng)。

其次，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g存在變量使得難以標(biāo)準(zhǔn)化SC的功效。

第三，由于SC療法是一種基于細(xì)胞的療法，其安全性需要進(jìn)一步評(píng)估，因?yàn)榇嬖?em>在體內(nèi)形成腫瘤或異位組織的風(fēng)險(xiǎn)以及MSC在全身注射途徑中的不準(zhǔn)確遷移。值得注意的是，類(lèi)器官工程領(lǐng)域有望通過(guò)材料、工程和臨床興趣的廣泛應(yīng)用來(lái)改革醫(yī)學(xué)。

臨床研究發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞和外泌體，包括miR，對(duì)恢復(fù)卵巢功能具有積極作用，包括血管生成和遺傳穩(wěn)定性。人類(lèi)SC治療POI不孕癥患者的應(yīng)用仍處于臨床前試驗(yàn)和臨床研究的非常早期階段。

參考文獻(xiàn)：

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