细胞疗法可逆转化疗诱导的卵巢早衰 恢复小鼠生育能力

一项临床前研究表明，将卵巢组织来源的分化诱导多能干细胞注射到与遗传疾病和癌症治疗相关的卵巢早衰小鼠中，可以恢复其激素分泌和生育能力。这项研究将为受困于化疗等原因导致卵巢早衰失去生育能力的妇女带来希望

　　

卵巢早衰，无论是由化疗还是未知遗传原因引起的，往往使患者失去生育的选择权。尽管辅助生殖技术(ART)取得了重大而迅速的进步，但对于患有癌症并需要促性腺毒性化疗的育龄妇女或卵巢早衰的妇女来说，几乎没有保留卵巢的选择。目前最可靠的保存生育能力的办法是在化疗前的生育治疗周期使用ART技术取卵母细胞进行冷冻保存。除了不孕之外，卵巢功能不全还会引起雌激素缺乏的后遗症。与未患癌症的同龄人相比，癌症幸存者的骨质流失加快，性功能障碍增加，心血管疾病死亡率更高。激素的恢复主要通过外源性激素替代疗法(HRT)完成；然而延长激素替代疗法对年轻妇女的长期健康可能会有影响，令人担忧这会增加继发性恶性肿瘤风险。开发新技术来保护或恢复卵巢功能对这些患者具有重要意义。

麻省总医院布里格姆妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的一项临床前究为此带来了希望。研究人员使用小鼠模型开展研究，发现将卵巢组织来源的分化诱导多能干细胞（ipsc）注射移植到经化学预处理的卵巢早衰小鼠中，可以恢复其激素分泌和生育能力，让停止工作后的卵巢恢复并成功自然受孕，产生子代。基于这项研究的技术可能会彻底改变卵巢早衰女性的生育选择。他们的研究结果今天发表在《柳叶刀电子生物医学》杂志上。

Brigham不育和生殖外科中心干细胞生物学和再生医学研究实验室主任、通讯作者Raymond Manohar Anchan博士说:“这项原理验证研究表明，你可以将非生殖细胞变成功能卵子，并让其发育成多代活体动物。”“这项研究令人兴奋，因为它给卵巢功能衰竭的患者带来了希望，他们可能有亲生孩子并产生生殖激素。”

像这样的研究显示了细胞疗法治疗不治之症的前景。麻省总医院Brigham基因和细胞治疗研究所正在推动将研究人员的科学发现转化为首次人体临床试验，期望能成为最终改变患者生活的治疗方法。

大约5%的女性因癌症治疗或遗传问题而患有卵巢早衰。随着年轻人癌症发病率的持续上升，与化疗相关的不孕症发病率预计也会上升。一旦一个人的卵巢功能衰竭，激素水平就会下降，她们就会失去产生卵子和怀孕的能力。目前还没有治疗卵巢功能衰竭后恢复生育能力的方法。卵巢功能衰竭的人需要使用捐赠的或冷冻的卵子或胚胎来生孩子。卵巢功能衰竭还会导致与低激素水平相关的其他健康问题。卵巢功能衰竭的人可能会失去骨量，并有性健康和心脏健康问题。合成激素替代疗法可以有所帮助，但关于其在青少年和年轻人中的长期使用的数据有限。

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先前的研究表明，来自小鼠卵巢的颗粒细胞可以重编程为诱导多能干细胞(mGriPSCs)，并可以优先分化为甾体性卵巢组织，能够产生生殖激素雌激素和孕激素，并分化为原始卵母细胞，这可能是因为它们的表观遗传记忆。在这项新研究中，作者提出了一种“使用小鼠颗粒细胞衍生的诱导多能干细胞(iPSCs)注射移植到卵巢早衰小鼠的卵巢中，产生卵巢内分泌组织和功能卵母细胞，从而治疗不孕症和恢复内分泌功能”的治疗策略。使用来源于治疗小鼠特异性iPSCs生成衍生的甾体性卵巢组织，与治疗小鼠具有同样的基因。

研究方法

用绿色荧光蛋白(GFP)报告基因标记小鼠卵巢颗粒细胞ipscs，并诱导其在体外分化为卵母细胞。用酶联免疫吸附法检测分化细胞的雌二醇和黄体酮分泌。对细胞表面标记物抗Mullerian激素受体(AMHR2)进行荧光活化细胞分选(FACS)后，将富集的分化细胞群体手术移植到烷基化剂促性腺毒素预处理后继发卵巢功能不全（POI）的小鼠卵巢中。5个单独的实验中共使用100只小鼠，其中56只动物接受原位卵巢注射经FACS分选的分化ipscs，其余动物接受假注射PBS稀释剂。移植手术后，用促性腺激素刺激小鼠诱导卵母细胞发育并进行卵母细胞回收。将9只移植小鼠与野生型小鼠杂交以评估其生育能力。通过GFP表达和短串联重复(STR)谱系追踪对合成卵母细胞F1(30只幼崽)和F2(42只幼崽)进行谱系追踪。

研究发现

[1] iPSCs分化为功能性卵母细胞和甾体性卵巢细胞
[2]能表达卵巢(GJA1)和生殖细胞(ZP1)标记。可以通过荧光细胞分选(FACS)分离，使用细胞表面标记物(AMHR2)。
[3]将干细胞分化衍生的AMHR2+富集细胞群原位移植/注射到经促性腺毒性烷基化剂预处理的低生育能力小鼠中，小鼠的内分泌功能和生育能力得以恢复，从而产生有活力、可生育的小鼠幼崽。通过对iPSCs进行GFP报告标记，以及对随后几代小鼠的iPSCs进行短串联重复谱系追踪，确认了这些卵母细胞和随后几代小鼠的ipsc谱系。

研究结论

ipsc衍生的卵巢组织可以逆转卵巢功能不全小鼠的内分泌和生殖后遗症。作者认为生殖糖蛋白Anti-Müllerian Hormone (AMH)在介导该过程中起核心作用。

部分细节

此外，作者还发现小鼠iPSCs在体外培养基中分化为类固醇性和生殖性卵巢细胞中含有人卵泡液(HFF)。还有一个有趣的现象是，向一个卵巢注射分化干细胞似乎治愈了另一个卵巢，重新开始了卵子的生产。注射的分化ipsc能够恢复小鼠的激素水平，以及生育能力——包括自然受孕和生下活的小鼠幼崽的能力。

“我认为这是最令人兴奋的发现。我们能够让一些动物的自体卵子在两个卵巢中恢复发育，而不仅限于注射的那个卵巢，”Anchan说。“干细胞一定在分泌一种促进这种愈合过程的因子。我们现在看的是这个因素是什么。确定这样一个或多个因素将是加倍令人兴奋的，因为也许我们可以用这个因素来治疗一些病人，而不必注射任何细胞。”

这项研究的局限性包括它是在小鼠身上进行的。没有证据表明这对人类有效。使用诱导干细胞孕育新人类可能存在伦理问题。研究人员不知道从这些干细胞衍生的卵子中出生的幼崽是否健康正常，能否存活下来并能够繁殖。目前正在对这些实验的后代进行长期研究。