概述：生殖健康受損是一個(gè)影響社會心理健康的世界性問題。盡管治療不孕不育的技術(shù)不斷發(fā)展，但全球不孕率仍在顯著上升。許多不孕不育癥目前使用各種先進(jìn)的臨床方法進(jìn)行治療，例如宮腔內(nèi)授精 (IUI)、體外受精 (IVF) 和胞漿內(nèi)注射 (ICSI)。

盡管如此，一些疾病的臨床管理，如功??能失調(diào)的子宮內(nèi)膜、卵巢早衰和卵巢生理老化仍然構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。基于干細(xì)胞的治療策略在治療許多不孕癥方面有著悠久的歷史，但倫理限制不允許廣泛利用成人間充質(zhì)基質(zhì)/干細(xì)胞 (MSC)。交通方便，胎盤來源或羊膜干細(xì)胞提供了具有多向潛力的非免疫原性和非致瘤性干細(xì)胞的寶貴替代來源。鑒于這些特征，在過去十年中，已經(jīng)研究了胎盤或羊膜干細(xì)胞治療目的以解決不孕癥。

本研究旨在總結(jié)人類羊膜上皮干細(xì)胞（hAECs）、羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞（hAMSCs）和羊水干細(xì)胞（hAFSCs）在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展。本研究強(qiáng)調(diào)了這些細(xì)胞恢復(fù)或增強(qiáng)正常卵巢功能和妊娠結(jié)局的治療潛力。

介紹

在過去的幾年里，世界各地的生育率都出現(xiàn)了大幅下降。經(jīng)濟(jì)和生殖健康對生育率低下有顯著影響。許多病理狀況可能導(dǎo)致不成功的妊娠結(jié)局，例如卵巢早衰/功能不全 (POF/POI)、宮腔粘連 (IUA)、卵巢生理老化 (OPA) 和疾病相關(guān)的不孕癥。技術(shù)先進(jìn)的臨床方法，如粘附松解術(shù)、宮腔內(nèi)授精 (IUI)、體外受精 (IVF)、生育力保存和胞漿內(nèi)注射 (ICSI)，在很大程度上幫助管理生育結(jié)果，然而，許多問題仍有待解決。

盡管有尖端療法可以恢復(fù)或增強(qiáng)不孕癥，但一些病理狀況，如子宮功能障礙、持續(xù)萎縮/薄的子宮內(nèi)膜內(nèi)膜，以及子宮內(nèi)膜組織再生能力的喪失，會降低這些治療的成功率。例如，由于子宮功能障礙或免疫排斥導(dǎo)致的連續(xù)胚胎植入失敗仍然是試管嬰兒治療失敗的主要原因。同樣，由于子宮內(nèi)膜基底層干細(xì)胞的丟失導(dǎo)致子宮內(nèi)膜組織再生過程低效，導(dǎo)致宮腔粘連（IUA）或子宮內(nèi)膜萎縮等病理狀況?；诟杉?xì)胞的再生療法具有補(bǔ)充功能性缺陷細(xì)胞庫以解決此類病理狀況的強(qiáng)大能力。

由于具有分化成生殖細(xì)胞和卵母細(xì)胞樣細(xì)胞的能力，干細(xì)胞可能采用以下機(jī)制來修復(fù)卵巢功能；

• i) 通過補(bǔ)充健康細(xì)胞來治愈受損的生殖組織，
• ii) 恢復(fù)或增加次級和成熟卵泡的數(shù)量，
• iii) 通過分泌旁分泌因子改善微環(huán)境并改善卵巢功能，
• iv) 通過分泌抗炎因子進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，以及
• v) 調(diào)節(jié)維持發(fā)情生殖周期和刺激排卵的激素水平，例如E2（雌二醇）、AMH（抗苗勒管激素）和FSH（促卵泡激素）。

盡管干細(xì)胞療法在生殖疾病管理方面取得了巨大成功，但倫理問題、異源性、低產(chǎn)量。相反，易于獲得的胎盤來源的羊膜干細(xì)胞 (ASC) 代表了一種可行的治療選擇，因?yàn)樗鼈冊谄渌膊≈械某晒?yīng)用以及它們對種系細(xì)胞的分化能力。

從臍帶分離的間充質(zhì)干細(xì)胞具有公認(rèn)的治療用途，并且在文獻(xiàn)中被過度討論。目前正在探索治療不孕癥的其他新興人類ASC包括羊膜上皮干細(xì)胞 (hAEC)、羊膜間充質(zhì)基質(zhì)/干細(xì)胞 (hAMSC) 和羊水干細(xì)胞 (hAFSC)。然而，最近沒有報(bào)告總結(jié)這些干細(xì)胞在生殖障礙領(lǐng)域的進(jìn)展。在這篇綜述中，我們重新審視了支持使用hAEC、hAMSC和hAFSC來解決各種病理生理不孕癥的研究，并簡要評論了這些研究的結(jié)果和局限性。圖1概述了 ASC提高生育結(jié)果的潛在作用機(jī)制。

人羊膜間充質(zhì)基質(zhì)/干細(xì)胞 (hAMSCs)

源自人羊膜 (hAM) 的無血管間充質(zhì)基質(zhì)的間充質(zhì)基質(zhì)/干細(xì)胞 (MSC) 提供了替代成人MSC的有益選擇。有限的離體增殖和復(fù)雜的樣本檢索限制了成人MSCs的廣泛利用。hAM是一種易于獲取的間充質(zhì)干細(xì)胞 (hAMSC) 來源，它克服了這些限制。源自hAM的MSC與成人組織來源的MSC有許多相似之處，并且符合所有將其聲明為“間充質(zhì)干細(xì)胞”的國際標(biāo)準(zhǔn)。

最近討論了hAMSCs的分化潛力, 盡管成人間充質(zhì)干細(xì)胞在恢復(fù)卵巢功能方面的潛力已得到廣泛探索，但可用于AM衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞的數(shù)據(jù)非常有限。

表1列出了探索hAMSCs在自然或卵巢早衰（NOA或POA）或卵巢早衰/失效（POF/POI）小鼠模型中促進(jìn)卵巢功能的作用的研究。

在這些研究中，hAMSCs展示了它們通過改善卵巢局部微環(huán)境、通過旁分泌作用維持子宮內(nèi)膜再生/或調(diào)節(jié)細(xì)胞因子。在hAMSCs移植后，在生理和分子水平上觀察到卵巢功能的顯著改善。卵巢功能和生育能力的提高歸因于卵巢形態(tài)的改善、卵泡數(shù)量的增加、動情周期的恢復(fù)以及激素水平的提高（例如，AMH）。由hAMSCs分泌的旁分泌因子，如EGF（表皮生長因子）和HGF（肝細(xì)胞生長因子）被證明可以恢復(fù)激素水平和卵泡數(shù)量，但是，作者沒有報(bào)告隨后的生育率、后代增加或改善在發(fā)情周期規(guī)律性。由于抑制細(xì)胞凋亡和誘導(dǎo)細(xì)胞增殖等分子事件的發(fā)生，觀察到總卵泡計(jì)數(shù)和激素水平的顯著改善。

人羊膜上皮細(xì)胞 (hAEC)

人羊膜上皮干細(xì)胞 (hAEC) 已被視為子宮內(nèi)膜再生或恢復(fù)卵巢功能的另一種可能來源。hAEC包含hAM基底膜上皮細(xì)胞層的主要部分。hAECs的干細(xì)胞標(biāo)志物表達(dá)譜，即CD73、CD90和CD105陽性，而造血標(biāo)志物CD34和CD45陰性）與MSCs非常相似。然而，細(xì)胞角蛋白 (CK)、E-鈣粘蛋白、CD49f和EpCAM等上皮特異性細(xì)胞表面標(biāo)記物的存在可將hAEC與hAMSC區(qū)分開來。離體培養(yǎng)系統(tǒng)的更高穩(wěn)定性和hAEC的免疫抑制特性為許多臨床應(yīng)用提供了廣闊的前景。最近的一些研究支持了在生殖生物學(xué)領(lǐng)域使用hAEC的可能治療意義（表1）。

王等進(jìn)行了首批體內(nèi)研究之一，以研究hAEC在恢復(fù)化療小鼠卵巢功能中的作用。化療誘導(dǎo)的POF結(jié)果是由于原始卵泡的顆粒前細(xì)胞丟失導(dǎo)致排卵功能障礙。盡管hAEC在體外環(huán)境中不存在生殖細(xì)胞分化標(biāo)志物，但 hAEC 在小鼠模型中成功滲入卵巢，分化為顆粒細(xì)胞，并恢復(fù)了卵泡生成。直到移植后61天，接受治療的小鼠每個(gè)卵巢的次級卵泡數(shù)量顯著增加。

到目前為止，只有兩項(xiàng)研究評估了hAECs治療IUA的療效（表1）。李等將hAEC移植到通過對子宮造成機(jī)械損傷而建立的小鼠IUA模型中。在hAECs處理的小鼠中觀察到臨床參數(shù)的顯著改善，例如妊娠結(jié)局增加、子宮內(nèi)膜增厚、子宮內(nèi)膜腺體增加和纖維化減少。在這項(xiàng)研究中，hAECs成功地植入了IAU大鼠模型中，并導(dǎo)致胚胎數(shù)量和妊娠率增加。

由于子宮內(nèi)膜損傷和隨后的膠原蛋白沉積，剖宮產(chǎn)術(shù)后可能會出現(xiàn)不孕癥或產(chǎn)科不孕癥并發(fā)癥。

在最近的一項(xiàng)研究中，hAEC被用于治療大鼠子宮瘢痕模型中的剖宮產(chǎn)瘢痕缺陷 (CSD) 病癥。hAEC移植30天和60天后，膠原沉積減少，血管密度（BVD）提高，子宮內(nèi)膜組織得到很大程度的恢復(fù)。作者還觀察到，分別與血管生成和膠原蛋白沉積相關(guān)的VEGFA和MMP8的表達(dá)在治療組中顯著增加。更重要的是，hAECs組的BVD顯著改善，這部分歸因于高度特異性血管內(nèi)皮標(biāo)記物 von Willebrand 因子 (vWF) 的更高表達(dá)。胎兒植入瘢痕組織的子宮角hAECs明顯高于對照組，這表明hAEC移植可以幫助再生子宮內(nèi)膜組織，并可能證明是治療子宮瘢痕狀況的可行治療選擇。

人羊水干細(xì)胞

在妊娠的所有三個(gè)階段，羊水都富含不同類型的干細(xì)胞。源自人羊水 (hAFSC) 的干細(xì)胞具有成熟的干細(xì)胞表面標(biāo)記?？梢酝ㄟ^在出生時(shí)收集羊水或通過羊膜穿刺術(shù)來分離AFSC。在足月妊娠或分娩時(shí)回收的 hAFSCs具有很高的治療重要性；然而，從妊娠中期提取的AFSC也顯示出可喜的結(jié)果。這些細(xì)胞表達(dá)生殖細(xì)胞標(biāo)記物，例如DAZL（無精癥樣基因缺失），并表現(xiàn)出分化為生殖細(xì)胞譜系的能力。

雖然仍處于開發(fā)的早期階段，但基于hAFSC的體內(nèi)研究顯示出保護(hù)卵泡細(xì)胞和預(yù)防卵巢功能障礙的可喜結(jié)果（表1）。

在一項(xiàng)研究中，hAFSCs移植后，化學(xué)誘導(dǎo)的生殖細(xì)胞去除小鼠模型的卵巢成功恢復(fù)了卵泡生成過程。AMH表達(dá)水平的提高提供了卵泡生成改善的證據(jù)。在另一項(xiàng)研究中，hAFSCs通過在化療誘導(dǎo)的POF小鼠模型中預(yù)防卵巢卵泡閉鎖來修復(fù)卵泡。與未治療小鼠相比，hAFSCs治療小鼠的發(fā)情周期數(shù)顯著恢復(fù)。然而，作者建議，通過及時(shí)給予干細(xì)胞，即在化療之前或臨近化療時(shí)，可以提高治療效果。

在最近的一項(xiàng)研究中，探索了來自羊水的間充質(zhì)干細(xì)胞 (hAFMSCs)，以研究它們拯救卵巢衰老細(xì)胞的潛力和機(jī)制。從胎齡為15-22周的婦女中收集羊水以分離MSC。注射細(xì)胞4周后，AMH和E2水平顯著恢復(fù)。此外，hAF-MSCs通過抵抗DNA損傷來幫助抵抗卵巢衰老。

挑戰(zhàn)和未來方向

鑒于胎盤膜的易用性和可用性，它被認(rèn)為是分娩后的醫(yī)療廢物，出乎意料的是，沒有發(fā)表任何臨床研究來評估羊膜干細(xì)胞在恢復(fù)人類卵巢功能中的作用。與其他醫(yī)學(xué)領(lǐng)域類似，ASCs的固有特性保證了它們在子宮內(nèi)膜驅(qū)動、化療引起或與年齡相關(guān)的不孕癥的治療中取得成功。然而，根據(jù)迄今為止報(bào)道的研究，在臨床研究中轉(zhuǎn)化這些細(xì)胞之前仍然存在重大挑戰(zhàn)。例如解決ASCs在培養(yǎng)的生殖細(xì)胞中的成功分化，確定細(xì)胞給藥途徑和時(shí)間以提高有效性，使用精確的動物模型，以及解決長期生育益處。

結(jié)論

羊膜組織或液體來源的人羊膜細(xì)胞（ASCs：hAECs、hAMSCs、hAFSCs）表現(xiàn)出具有低免疫原性或腫瘤發(fā)生的干細(xì)胞特性，這使得它們在理論上優(yōu)于其他干細(xì)胞。

許多研究是使用化療治療卵巢早衰、與年齡相關(guān)的卵巢衰竭或其他相關(guān)不孕癥病理狀況的小鼠模型進(jìn)行的。這些體內(nèi)研究報(bào)告了了解ASC恢復(fù)生育結(jié)果的作用機(jī)制的基本發(fā)現(xiàn)。這些研究表明，ASC移植可促進(jìn)卵泡形成、子宮內(nèi)膜再生、腺體發(fā)育并恢復(fù)激素水平（例如，AMH 和E2）。這些生理改善是由于ASC的旁分泌、抗炎和免疫調(diào)節(jié)特性而實(shí)現(xiàn)的。

參考資料：Naeem, A., Gupta, N., Naeem, U. et al. Amniotic stem cells as a source of regenerative medicine to treat female infertility. Human Cell 36, 15–25 (2023). https://doi.org/10.1007/s13577-022-00795-1

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