卵巢有兩個(gè)主要作用：女性生殖器官和激素分泌系統。

卵巢的功能是周期性的；在人類(lèi)中，卵巢功能從30多歲開(kāi)始隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而衰退，其擾亂更年期的內分泌功能從50多歲開(kāi)始。與體內其他器官相比，卵巢功能衰退較早，這與卵巢絕經(jīng)的預測有關(guān)。與年齡相關(guān)的卵巢功能減退的機制是生殖醫學(xué)中的一個(gè)重要問(wèn)題，該問(wèn)題已研究了幾十年。

除了卵巢生殖功能的喪失，更年期也是衰老過(guò)程中不可避免的一部分，它會(huì )增加心血管疾病、骨質(zhì)疏松癥、血管運動(dòng)癥狀、抑郁和認知障礙的風(fēng)險，從而導致全身健康狀況的惡化。由于越來(lái)越多的女性計劃推遲生育，她們的預期壽命也在延長(cháng)，因此生殖衰老和更年期日益成為重要的健康問(wèn)題。然而，盡管利用各種干細胞的再生醫學(xué)已被應用于維持卵巢儲備和延長(cháng)生殖潛能，但臨床適用的有效方案尚未確定。

從成人和胎兒組織中提取的間充質(zhì)祖細胞/間充質(zhì)干細胞（MPCs/MSCs）被認為是治療包括生殖衰老在內的各種疾病的新療法來(lái)源。MPCs可分泌多種細胞因子和生長(cháng)因子，調節免疫反應、細胞凋亡、存活和細胞增殖。然而，這些組織特異性MPCs的應用仍存在一些缺陷，例如，采集MPCs需要進(jìn)行侵入性手術(shù)，可能會(huì )導致嚴重的副作用，而且由于供體的異質(zhì)性，MPCs的制造方案難以標準化。此外，MPCs在培養過(guò)程中的細胞生長(cháng)能力有限，因此難以獲得足夠數量的MPCs供臨床使用。

最近，人胚胎干細胞衍生的MPC（hESC-MPC）由于其高增殖能力和易于標準化而被建議作為MPC的替代來(lái)源。盡管hESC-MPC有許多優(yōu)點(diǎn)，但如果未完全去除未分化的hESC，則存在發(fā)生腫瘤的風(fēng)險。正在進(jìn)行許多研究來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題，我們的小組通過(guò)利用其高增殖能力從單個(gè)hESC-MPC克隆擴增MPC，克服了這個(gè)問(wèn)題。單細胞衍生的克隆擴增hESC-MPC顯著(zhù)增加了細胞數量，并且在畸胎瘤形成測定中是安全的。

我們之前的研究和許多其他研究已經(jīng)證明，MPC可以恢復卵巢早衰模型的功能和各種其他疾病。然而，在經(jīng)歷自然衰老的中年女性模型中，尚不清楚hESC-MPC是否有利于生殖力和卵巢儲存的長(cháng)期維持，或者它們的移植如何調節卵巢功能。

最近的一項研究重點(diǎn)是通過(guò)抑制mTOR來(lái)預防卵巢細胞的病理變化，從而推遲卵泡的激活和發(fā)育，延長(cháng)卵巢的卵泡儲備和內分泌功能。此外，卵泡周?chē)g質(zhì)組織的卵巢纖維化是肥胖引起的卵巢功能障礙的關(guān)鍵因素，其過(guò)程與生殖衰老相似。事實(shí)上，減少誘導高水平炎癥、活性氧（ROS）、DNA損傷和細胞凋亡的不利因素可以改善卵泡質(zhì)量和卵巢壽命。

在本研究中，我們發(fā)現多次移植人胚胎干細胞-間充質(zhì)祖細胞（hESC-MPC）可能通過(guò)抑制細胞凋亡和纖維化來(lái)保護圍絕經(jīng)期雌性小鼠的卵巢功能，并可能維持卵母細胞的能力并延緩生殖衰老。

目標

目前，還沒(méi)有批準的基于干細胞療法可以在衰老過(guò)程中保留卵巢功能。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了一種針對人胚胎干細胞衍生的間充質(zhì)祖細胞（hESC-MPC）的長(cháng)期治療方法。我們研究了這些細胞是否保留了抵抗卵巢衰老的能力，從而導致生殖衰老延遲。

材料和方法

在經(jīng)歷自然衰老的中年女性模型中，我們分析了hESC-MPC是否有利于生殖力和卵巢儲存的長(cháng)期維持，以及它們的移植如何調節卵巢功能。

結果

在多次導入hESC-MPCs后，對中年圍絕經(jīng)期小鼠的生殖周期進(jìn)行了分析，以評估這些細胞在延緩生殖衰老方面的潛在治療功能。細胞導入實(shí)驗在10個(gè)月（44周）的自然老齡小鼠中開(kāi)始，這些小鼠的卵巢功能與人類(lèi)圍絕經(jīng)期的卵巢功能相似。對14個(gè)月（60周）的小鼠進(jìn)行了生殖衰老評估，這些小鼠的卵巢功能與人類(lèi)絕經(jīng)期的卵巢功能相似（圖1A和圖2A）。在主要實(shí)驗之前，我們進(jìn)行了一項初步實(shí)驗，以確定引入自然衰老小鼠模型的細胞的適當數量（圖1）。

因此，我們預計多次使用hESC-MPCs會(huì )對圍絕經(jīng)期小鼠的生育能力保持有更好的效果，因此在主要研究中選擇4°I.V組作為hESC-MPCs組（小鼠飼養至10月齡，然后每月靜脈注射一次hESC-MPCs，共注射4個(gè)月）。在相同時(shí)間內靜脈注射生理鹽水（模擬對照）的小鼠作為對照組（圖2A）。檢查小鼠的發(fā)情周期（圖2B和C），包括4個(gè)階段：發(fā)情期（Pro）、發(fā)情期（Est）、發(fā)情期（Met）和絕經(jīng)期（Di），每 4-5天重復一次的Pro、Est、Met和Di周期被稱(chēng)為 “規律發(fā)情周期”（圖2D）。

由于生殖衰老會(huì )增加發(fā)情周期的長(cháng)度和不規則性，我們評估了含有或不含hESC-MPCs的14月齡小鼠的發(fā)情周期。只有發(fā)情周期規律的10月齡小鼠才被納入主要研究。對照組中14個(gè)月大的小鼠發(fā)情周期規律性極低，而hESC-MPCs組中與年齡匹配的小鼠發(fā)情周期規律性相對較高（hESC-MPCs：24.7±2.7%vs對照組：3.1±3.1%，p<0.05）（圖2E），這表明hESC-MPCs延長(cháng)了小鼠的生殖力。

hESC-MPCs可維持圍絕經(jīng)期小鼠的卵巢結構和功能

為了進(jìn)一步研究施用hESC-MPC是否能延緩卵巢儲備功能的衰竭，對卵巢進(jìn)行了組織學(xué)分析（圖3A）。結果表明，hESC-MPC治療甚至可以延緩圍絕經(jīng)期小鼠卵巢儲備的衰竭。

hESC-MPCs可改善圍絕經(jīng)期小鼠成熟卵子的排卵和胚胎發(fā)育情況

我們研究了hESC-MPCs是否能改善成熟卵子的排卵和胚胎發(fā)育，這兩者都會(huì )隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而降低。雖然三組小鼠的排卵比例沒(méi)有差異（圖4A），但與3個(gè)月大的小鼠（18.7±2.6；圖4B）相比，14個(gè)月大的兩組小鼠（14個(gè)月大對照組，3.6±0.1；hESC-MPCs組，4.6±0.3）每只小鼠的復蘇（排卵）卵子數都顯著(zhù)減少。此外，囊胚形成率隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而降低（26.8±6.4）。相比之下，與14個(gè)月大的對照組相比，hESC-MPCs組的囊胚形成率（53.4±7.4）明顯提高，達到與年輕對照組相似的水平（48.7±6.8；圖4C和D）。

hESC-MPC挽救圍絕經(jīng)期小鼠的不良生殖結局

為了進(jìn)一步研究hESC-MPC對圍絕經(jīng)期小鼠妊娠結局的治療功能，我們評估了兩組接受hESC-MPC治療后的生殖參數，包括交配率、分娩率、后代數量和窩產(chǎn)仔數。

兩組雌性小鼠均與年輕的成年雄性小鼠交配。圍絕經(jīng)期（14個(gè)月大）小鼠的所有參數值都明顯低于年輕對照組（3個(gè)月大）小鼠（所有數值如圖4所示）。相比之下，經(jīng)hESC-MPC處理的小鼠的交配率（圖4E）和分娩率（圖4F）與年輕對照組相似。雖然14個(gè)月大的對照組小鼠和經(jīng)hESC-MPC處理的小鼠的產(chǎn)仔數沒(méi)有明顯差異（圖4H），但hESC-MPC組每只雌性小鼠的平均后代數明顯高于對照組（圖4G）。這些結果表明，即使隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，hESC-MPCs也能部分維持生育能力。

hESC-MPCs可抑制圍絕經(jīng)期小鼠中與衰老相關(guān)的G-MDSCs增加和細胞炎癥

與衰老相關(guān)的慢性炎癥會(huì )導致纖維化并降低器官功能。因此，我們檢測了卵巢中與炎癥和纖維化相關(guān)基因的表達水平，以確定與衰老相關(guān)的卵巢纖維化是否與炎癥介導的反應有關(guān)。如圖5A所示。

隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，人類(lèi)和小鼠體內的MDSC數量也會(huì )增加。免疫衰老也會(huì )影響老齡小鼠的MDSCs，而老齡小鼠的MDSCs會(huì )促進(jìn)炎癥和纖維化。因此，我們研究了將hESC-MPCs移植到老年小鼠體內是否會(huì )影響B(tài)M中MDSCs的數量和頻率。結果表明，隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，hESC-MPCs可抑制MDSCs的擴增，并對衰老卵巢具有有益的抗炎和抗纖維化作用。

簡(jiǎn)述結果：與年齡匹配的對照組相比，多次引入hESC-MPC的圍絕經(jīng)期小鼠的原始卵泡和具有規則動(dòng)情周期的小鼠的數量有所增加。hESC-MPCs組的雌二醇水平恢復到年輕組和成年組的水平。hESC-MPC組的胚胎發(fā)育和活產(chǎn)率高于對照組，表明 hESC-MPC延遲了卵巢衰老。除了對卵巢的直接影響外，hESC-MPC的多次治療還可以通過(guò)抑制骨髓中產(chǎn)生的骨髓源性抑制細胞 (MDSC) 來(lái)下調炎癥和纖維化相關(guān)基因，從而減少卵巢纖維化。

結論

多次引入人胚胎干細胞-間充質(zhì)祖細胞（hESC-MPC）可能是預防女性生殖衰老的有效方法，并且這些細胞是細胞療法的有前途的來(lái)源，干細胞治療可推遲圍絕經(jīng)期女性的卵巢衰老并保持生育能力。

參考資料：Shin EY, Jeong S, Lee JE, et al. Multiple treatments with human embryonic stem cell-derived mesenchymal progenitor cells preserved the fertility and ovarian function of perimenopausal mice undergoing natural aging. Stem Cell Research & Therapy. 2024 Mar;15(1):58. DOI: 10.1186/s13287-024-03684-6. PMID: 38433223; PMCID: PMC10910829.

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