（2南京医科大学第一附属医院放射介入科 江苏南京 210029）
（3南京医科大学第一附属医院生殖中心 江苏南京 210029）
【摘要】女性40岁前出现的卵巢功能缺乏的一系列症状称为卵巢早衰，无有效的治疗方法，受孕率极低。干细胞为多种难治性疾病提供了新的希望，已有研究报到多种干细胞移植治疗可修复哺乳动物受损的卵巢功能。本文综述了干细胞在卵巢早衰治疗方面的进展，并探讨其临床应用的可能性。
【中图分类号】R711.75 【文献标识码】A 【文章编号】1007-8231（2018）06-0004-02
卵巢为女性的性腺，具有分泌女性激素和产生卵子并排卵的功能，卵泡在胚胎形成后即进入自主发育和闭锁轨道，胎儿期的卵泡不断闭锁，出生时约剩200万个，随着年龄的增加卵泡池不断耗竭[1]。女性在40岁前各种原因包括遗传因素、自身免疫性疾病、感染因素、医源性、环境毒物以及特发性卵巢早衰等[2]导致的卵巢功能缺乏，即卵巢早衰（premature?ovarian?failure，POF）。目前，POF的主要疗法是激素替代治疗缓解更年期症状及危险，对生育力改善帮助不大；干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，在基础研究和医学临床应用中均产生了重大影响，应用前景广泛。截止2017年12月18日，全球共有16项干细胞治疗卵巢功能减退的临床试验，提示干细胞移植治疗将是未来POF治疗的一个方向。
1.间充质干细胞治疗POF
间充质干细胞存在于人体发生、发育过程的许多种组织中，在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能[3,4]。Lee等将GFP标记的骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）通过静脉移植至环磷酰胺诱导的POF小鼠体内后，发现小鼠卵巢内未成熟卵泡数量显著提高，远期生殖能力有所改善[5]。卵泡刺激素受体（FSHR）基因敲除的POF模型小鼠接受BMSCs移植后，结果表现为卵巢中总卵泡数增加、血清E2水平增加、FSH水平下降[6]。脂肪来源间充质干细胞（adipose derived Stem cells，ADSCs）的卵巢局部移植可改善化疗所致的卵巢早衰，表现为大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ADSCs能修复卵巢结构，改善卵巢内分泌功能[7]。此外，从人月经血中分离子宫内膜干细胞，移植入POF小鼠后可提高其卵巢重量，增加E2浓度、卵泡数目[8]；从羊水中提取间充质干细胞移植到POF小鼠后也得到了相类似的改善卵巢功能的结果[9,10]。
2.成年生卵干细胞（Oogonial Stem Cells，OSCs）治疗POF
干细胞最终是否能够分化得到功能性的卵母细胞、最终形成“宝宝”，是人类治疗卵巢早衰的终极梦想。哺乳动物的卵母细胞出生后不可再生的传统观点也不断受到挑战：研究发现，果蝇、青鳉等成年后卵巢内内仍有卵泡繁衍，可能存在“生卵干细胞”（Oogonial stem cells，OSCs）[11-13]。Tilly等利用流式细胞分选（FACS）方法，从小鼠卵巢中分离得到OSCs，在体外培养时可形成卵母细胞样结构，且直接移植到受体鼠卵巢内可以产生新的“卵泡”；育龄期女性同样可分离出并经体外培养出表达生殖干细胞标志的OSCs[14]。然而同样条件下人OSCs具有体外自发产生卵母细胞倾向；由于人类的医学伦理争议，无法观察异体移植后OSCs发育状况；折中的办法是将GFP标记后的OSCs移植到至体外培养的卵巢组织块中，然后将含有OSC的卵巢组织块移植至SCID鼠体内，1～2周后去除卵巢组织标本，其中能够检测出GFP阳性的卵母细胞，说明人类OSCs可能能分化成为卵母细胞结构。
3.多能干细胞治疗POF
多能干细胞具有分化为三胚层来源所有细胞类型的能力，理论上可以分化为人体的全部细胞，主要包括胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESC）和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）。ESC分离自早期胚胎的内细胞团[15]；来源十分珍贵且稀少，iPSC则是诱导终末分化的体细胞重编程而获得的一种全新的多能干细胞[16]，iPS无伦理争议及免疫排斥反应，将来可能完成替代ESCs[16]。
从多能干细胞向女性生殖细胞的分化也取得了许多进展。Hubner等[17]构建了生殖细胞相关性多能干细胞系（gcOct4-GFP），体外自发分化7天即可检测出c-kit、Ddx4（原始生殖的标记物）及SCP3（减数分裂的标记物）；持续培养后出现可分泌E2、表达卵母细胞透明带相关基因的细胞克隆团；然而分化的卵母细胞样细胞尚不能拥有胞质成熟功能、也不具备被受精的能力[18]，提示仍有很多技术瓶颈需要突破。
4.成体干细胞分化为卵母细胞后治疗POF
骨髓干细胞（Bone Marrow Stem Cells, BMSCs）移植治疗大鼠化疗卵巢损伤，卵巢中出现不成熟卵泡，但是到底是不是BMSCs分化成为卵细胞产生的作用还不明确。Dyce等[19，20]先后从刚出生Oct4-GFP转基因雌鼠皮肤分离得到皮肤干细胞，体外与野生型新生小鼠分离得到得卵巢细胞共培养，发现皮肤干细胞中可检测到OCT4、GDF9、Dazl及VASA等生殖细胞相关标志物的表达，且形成卵泡结构类似的聚集物，培养液中检测到其分泌的雌激素及孕激素，并可对促性腺激素（Gn）刺激产生反应；说明皮肤干细胞可能被诱导形成卵母细胞样结构。与多能干细胞向卵母细胞分化的结果类似，目前也无成体干细胞分化所得到得卵母细胞完成排卵及受精最终产生子代的报道，主要在于分化的到得卵母细胞样结果不能再体外完成减数分裂过程，具有孤激活雌倾向，是否受精能力尚不清楚；
目前卵母细胞启动分化的机制、微环境对卵母细胞激活及分化的影响、生殖干细胞诱导为卵母细胞的机制等尚不清楚，但间充质干细胞移植已经可以在一定程度上改善POF动物的卵巢功能，且已经进入了临床研究阶段，多种干细胞也被证实在体外可以向卵母细胞样细胞分化，均说明干细胞在POF治疗上前景广阔。将来如果能够辨明生殖细胞分化机制，并克服体外诱导干细胞形成成熟的卵母细胞的技术难题，则人类破解治疗POF的密码也指日可待了。
图 干细胞治疗POF模式图
【参考文献】
[1] Sadraie, S.H., H. Saito, T. Kaneko, T. Saito, and M. Hiroi, Effects of aging on ovarian fecundity in terms of the incidence of apoptotic granulosa cells. J Assist Reprod Genet, 2000. 17(3): p. 168-73.
[2] Kokcu, A., Premature ovarian failure from current perspective. Gynecol Endocrinol, 2010. 26(8):p.555-62.
[3] Prockop, D.J., Marrow stromal cells as stem cells for nonhematopoietic tissues. Science, 1997.276(5309):p.71-4.
[4] Prockop, D.J., Marrow stromal cells as stem cells for continual renewal of nonhematopoietic tissues and as potential vectors for gene therapy. J Cell Biochem Suppl, 1998. 30-31: p. 284-5.
[5] Lee, H.J., K. Selesniemi, Y. Niikura, T. Niikura, R. Klein, D.M. Dombkowski, and J.L. Tilly, Bone marrow transplantation generates immature oocytes and rescues long-term fertility in a preclinical mouse model of chemotherapy-induced premature ovarian failure. J Clin Oncol, 2007. 25(22): p. 3198-204.
[6] Ghadami, M., E. El-Demerdash, D. Zhang, S.A. Salama, A.A. Binhazim, A.E. Archibong, X. Chen, B.R. Ballard, M.R. Sairam, and A. Al-Hendy, Bone marrow transplantation restores follicular maturation and steroid hormones production in a mouse model for primary ovarian failure. PLoS One, 2012. 7(3): p. e32462.
[7] Takehara, Y., A. Yabuuchi, K. Ezoe, T. Kuroda, R. Yamadera, C. Sano, N. Murata, T. Aida, K. Nakama, F. Aono, N. Aoyama, K. Kato, and O. Kato, The restorative effects of adipose-derived mesenchymal stem cells on damaged ovarian function. Lab Invest, 2013. 93(2): p. 181-93.
[8] Liu, T., Y. Huang, J. Zhang, W. Qin, H. Chi, J. Chen, Z. Yu, and C. Chen, Transplantation of human menstrual blood stem cells to treat premature ovarian failure in mouse model. Stem Cells Dev, 2014.
[9] Liu, T., Y. Huang, L. Guo, W. Cheng, and G. Zou, CD44+/CD105+ human amniotic fluid mesenchymal stem cells survive and proliferate in the ovary long-term in a mouse model of chemotherapy-induced premature ovarian failure. Int J Med Sci, 2012. 9(7): p. 592-602.
[10] Lai, D., F. Wang, Y. Chen, L. Wang, Y. Wang, and W. Cheng, Human amniotic fluid stem cells have a potential to recover ovarian function in mice with chemotherapy-induced sterility. BMC Dev Biol, 2013. 13: p. 34.
[11] Nakamura, S., K. Kobayashi, T. Nishimura, S. Higashijima, and M. Tanaka, Identification of germline stem cells in the ovary of the teleost medaka. Science, 2010. 328(5985): p. 1561-3.
[12] Wong, M.D., Z. Jin, and T. Xie, Molecular mechanisms of germline stem cell regulation. Annu Rev Genet, 2005. 39: p. 173-95.
[13] Pan, L., S. Chen, C. Weng, G. Call, D. Zhu, H. Tang, N. Zhang, and T. Xie, Stem cell aging is controlled both intrinsically and extrinsically in the Drosophila ovary. Cell Stem Cell, 2007. 1(4):p.458-69.
[14] White, Y.A., D.C. Woods, Y. Takai, O. Ishihara, H. Seki, and J.L. Tilly, Oocyte formation by mitotically active germ cells purified from ovaries of reproductive-age women. Nat Med, 2012. 18(3): p. 413-21.
[15] Thomson, J.A., J. Itskovitz-Eldor, S.S. Shapiro, M.A. Waknitz, J.J. Swiergiel, V.S. Marshall, and J.M. Jones, Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science, 1998. 282(5391):p.1145-7.
[16] Takahashi, K., K. Tanabe, M. Ohnuki, M. Narita, T. Ichisaka, K. Tomoda, and S. Yamanaka, Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell, 2007. 131(5): p. 861-72.
[17] Hubner, K., G. Fuhrmann, L.K. Christenson, J. Kehler, R. Reinbold, R. De La Fuente, J. Wood, J.F. Strauss, 3rd, M. Boiani, and H.R. Scholer, Derivation of oocytes from mouse embryonic stem cells. Science, 2003. 300(5623): p. 1251-6.
[18] Eguizabal, C., N. Montserrat, R. Vassena, M. Barragan, E. Garreta, L. Garcia-Quevedo, F. Vidal, A. Giorgetti, A. Veiga, and J.C. Izpisua Belmonte, Complete meiosis from human induced pluripotent stem cells. Stem Cells, 2011. 29(8):p.1186-95.
[19] Dyce, P.W., J. Liu, C. Tayade, G.M. Kidder, D.H. Betts, and J. Li, In vitro and in vivo germ line potential of stem cells derived from newborn mouse skin. PLoS One, 2011. 6(5):p.e20339.
[20] Dyce, P.W., L. Wen, and J. Li, In vitro germline potential of stem cells derived from fetal porcine skin. Nat Cell Biol, 2006. 8(4):p.384-90.
论文作者:高皋1,刘兴龙2,高彦3,蒋春艳3（通讯作者）
论文发表刊物:《心理医生》2018年6期
论文发表时间:2018/3/24
标签：干细胞论文; 卵巢论文; 细胞论文; 卵泡论文; 体外论文; 小鼠论文; 诱导论文; 《心理医生》2018年6期论文;