·综述·作者单位:100048北京,中国人民解放军海军总医院妇产科(左侠,陈蕾);第四军医大学(左侠)通信作者:陈蕾,E-mail :chenleis@△审校者干细胞治疗卵巢早衰的研究进展左侠,陈蕾△【摘要】卵巢早衰(POF )是由多种病因导致的卵泡功能衰竭。
大约80%患者属于特发性POF 。
POF 治疗棘手,近年国内外取得了应用干细胞恢复卵巢功能及生育力等方面的动物试验成果,为POF 患者卵巢功能及生育功能的恢复带来了希望。
干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,胚胎干细胞治疗因其引起伦理争议而受到限制。
目前成体干细胞治疗包括生殖干细胞、骨髓间充质干细胞和胎儿间充质干细胞的治疗。
干细胞可能通过分化为卵母细胞或通过旁分泌抑制卵泡凋亡来修复受损卵巢。
现对POF 的干细胞治疗进展进行综述。
【关键词】卵巢功能早衰;干细胞;胚胎干细胞;成体干细胞Research Progress of Stem Cells in the Treatment of Premature Ovarian Failure ZUO Xia ,CHEN Lei.Department of Obstetrics and Gynecology ,PLA Navy General Hospital ,Beijing 100048,China (ZUO Xia ,CHEN Lei );The Fourth Military Medical University ,Xi ′an 710032,China (ZUO Xia )Corresponding author :CHEN Lei ,E-mail :chenleis@【Abstract 】Premature ovarian failure (POF )refers to failure of follicle function which is caused by a variety of causes.About eighty percentages of POF belongs to idiopathic POF.Therapy of POF is very tricky.In recent years ,stem cell therapy has obtained some achievements in the restoration of ovarian function in animal experiments at home and abroad.These achievements bring hope in aspect of recovery of ovarian function and fertility for patients with POF.Stem cell includes embryonic stem cells and adult stem cells.Study in embryonic stem cell therapy is restricted because of ethical controversy.The adult stem cell therapy includes germline stem cell therapy ,bone marrow mesenchymal stem cell therapy ,fetal mesenchymal stem cells therapy.Stem cells may differentiate into oocytes or inhibit follicle apoptosis through paracrine to restore damaged ovaries.This article mainly reviews research progress about stem cell therapy of POF.【Keywords 】Ovarian failure ,premature ;Stem cells ;Embryonic stem cells ;Adult stem cells(J Int Obstet Gynecol ,2014,41:25-28)卵巢早衰(POF )是指女性在40岁以前出现持续性闭经、性器官萎缩,伴有促性腺激素包括卵泡刺激素(FSH )和黄体生成激素(LH )升高,而雌激素降低的综合征。
在国外,普通人群POF 发病率约为1%[1],中国约3.8%,其中特发性POF 约占80%[2]。
对于POF 患者来说,现有的临床治疗主要为激素替代治疗(HRT )。
HRT 能缓解更年期症状及远期并发症,但长期HRT 有增加乳腺癌、心脏病和中风风险的担忧[3]。
目前尚无明确有效的治疗措施恢复卵巢功能。
近10年来,干细胞治疗在动物试验方面取得的成果为POF 患者卵巢功能及生育能力的恢复带来了希望。
现就干细胞治疗POF 的研究进展综述如下。
1干细胞的发现、分类及治疗作用干细胞是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始未分化细胞,是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。
干细胞研究开始于20世纪60年代,在加拿大科学家James E.Till 和Ernest A.McCulloch 发现并命名造血干细胞之后。
1970年Martin Evans 从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养,其能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。
在1998年末,美国两个研究小组成功培养出人类胚胎干细胞,保持了胚胎干细胞分化为各种体细胞的全能性。
造血干细胞是最早被发现的,且研究最多、最先用于治疗疾病的成体干细胞,长期以来,一直认为干细胞只属于造血系统。
随着干细胞研究的不断深入,近年来,几乎在所有组织中都发现了干细胞,干细胞生物学和干细胞生物工程已成为继人类基因组大规模测序之后最具活力、最有影响和最有应用前景的生命学科。
干细胞按发育阶段分为两大类:胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞取自囊胚里的内细胞团,而成体干细胞则来自各式各样的组织。
目前发现,心脏、胰腺、肝脏、神经、皮肤、牙齿、头发、骨髓、卵巢等器官和组织中都存在干细胞,卵巢中干细胞的发现尤其是生殖干细胞的发现为延缓衰老及POF的治疗提供了良好的前景。
干细胞具有增殖和分化能力,凡需要不断产生新的分化细胞以及分化细胞本身不能再分裂的细胞或组织,都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维持机体细胞的数量,可以说,生命是通过干细胞的分裂来实现细胞的更新及持续生长的。
目前干细胞移植已经用于多种脏器疾病的研究,但除了造血干细胞治疗血液病技术已非常成熟之外,其他干细胞技术尚处于临床试验阶段。
干细胞治疗疾病的原理为:①修复损伤的组织细胞。
②替代损伤细胞的功能。
③刺激机体自身细胞的再生功能。
2POF干细胞的发现及研究成果POF是由多种原因造成的卵泡功能衰竭,与卵泡闭锁增加有关。
卵泡功能的恢复依赖于生殖细胞的再生或卵泡闭锁速度的减慢。
干细胞的增殖分化能力使其恢复卵泡功能成为可能。
现已发现胚胎干细胞、部分成体干细胞可以向生殖细胞分化,并在动物实验中证实了恢复卵巢功能及生育能力的效果。
2.1POF干细胞的发现Johnson等[4]发现生殖细胞是不断变化的,打破了生殖细胞只减少不增加的传统观念,确立了出生后生殖细胞是处于动态平衡中的观念。
Bukovsky等[5]发现绝经后妇女卵巢上皮层存在卵母细胞样细胞。
Virant-Klun等[6]证实,这种细胞小而圆,具有多种潜能,呈现胚胎干细胞的潜质和体外分化为卵母细胞样细胞。
进一步研究发现,特发性POF患者卵巢上皮组织中也存在多潜能干细胞[7],从而证实卵巢上皮层存在生殖干细胞。
2009年Zou等[8]首次从小鼠卵巢中分离出雌性生殖干细胞。
除了生殖干细胞外,有部分成体干细胞如骨髓干细胞[9]、猪胎仔皮肤干细胞[10]和大鼠胰腺干细胞[11]具有向生殖细胞分化的潜能,也有可能引起卵泡的更新。
也有研究发现,在一些癌症幸存患者中,其卵巢功能和生育能力在骨髓移植后恢复并分娩正常健康后代[12]。
这提示干细胞移植后可能向卵母细胞分化,或修复损伤的卵巢而恢复功能。
胚胎干细胞可以分化为所有组织和器官,包括生殖细胞,但胚胎干细胞来源困难,涉及伦理问题,从而限制了胚胎干细胞在POF治疗中的研究。
但Takahashi等[13]首次报道,通过特定的转录因子把小鼠成纤维细胞重新编程为具有胚胎干细胞多能性的细胞———iPS细胞。
iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
周琪和曾凡领导的研究小组[14]及高绍荣研究小组[15]分别采用逆转录病毒和慢病毒转染的方法,利用iPS细胞通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠,在世界上首次证明了iPS细胞的全能性。
Kang等[16]将鼠诱导性多能干细胞与卵巢颗粒细胞共培养,发现表达卵泡刺激素受体(FSHR)的颗粒细胞超过90%,共培养组雌二醇(E2)浓度明显增加,且在7d内随时间延长而增加。
Zhang等[17]将iPS细胞和胚胎干细胞与颗粒细胞在体外共培养,结果发现,共培养组E2水平随时间升高,骨形态发生蛋白15(BMP-15)、FSHR、抑制素α亚基(INHA)、抗苗勒管激素(AMH)、新生儿卵巢同源基因盒(NOBOX)及生长分化因子-9(GDF-9)基因水平显著上调。
这些研究提示,iPS细胞与颗粒细胞共培养能通过间接的细胞间作用有效诱导为颗粒细胞样细胞,使得应用iPS 细胞治疗POF成为可能。
2.2干细胞治疗POF的成果因胚胎干细胞伦理争议及来源困难,其用于POF研究受到限制。
iPS细胞需要借助病毒载体导入基因,故效率低、具有成瘤性,尚未出现用于POF治疗的活体试验。
目前用于POF治疗研究的干细胞主要为成体干细胞,包括生殖干细胞、骨髓间充质干细胞和胎儿间充质干细胞。
2.2.1生殖干细胞治疗生殖干细胞治疗是将分离提纯的雌性生殖干细胞通过体外扩增培养后移植入受损卵巢内,通过卵母细胞再生修复恢复卵巢功能及生育能力。
目前生殖干细胞移植治疗POF仍然处于动物试验阶段,主要有两大成果:①2009年Zou等[8]在幼年小鼠及成年小鼠卵巢中分离出雌性生殖干细胞,并发现这些细胞能在体外稳定生长数月,将这些细胞移植入经化疗药物诱导的不孕小鼠卵巢中,能分化成新的卵母细胞,并且能发育成熟,与雄性交配后还出生了正常后代。
②2012年White等[18]从健康的育龄妇女卵巢皮质中分离出生殖干细胞,在体外增殖后进行绿色荧光蛋白标记,移植入免疫缺陷小鼠卵巢中,移植7d后能产生卵母细胞。