人毛囊间充质干细胞改善小鼠卵巢早衰,效果优于脐带来源干细胞

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为解决卵巢早衰(POF)治疗难题,清远市人民医院研究人员对比 HF-MSCs 和 HU-MSCs 对 POF 小鼠模型作用,发现 HF-MSCs 效果更优,为 POF 治疗提供新方向。

  在女性的身体里,卵巢就像一颗 “生命的种子库”,它的健康与否直接关乎着生育能力和整体健康。然而,卵巢早衰(Premature Ovarian Failure,POF)却像一场无情的风暴,提前摧毁了这颗 “种子库”。POF 指的是女性在 40 岁之前卵巢功能就出现衰竭,卵泡刺激素(FSH)大于 40U/L,雌激素水平下降,还会伴有更年期症状,生育能力几乎丧失。据统计,40 岁前 POF 的发病率为 1%,30 岁前更是达到 1‰。而且,随着肿瘤患者越来越年轻化,放化疗导致的 POF 群体逐渐受到关注,这让许多年轻未孕女性的生育希望变得渺茫。
目前,保护生育能力的方法虽然不少,比如卵母细胞冷冻、胚胎冷冻、卵巢组织冷冻、卵巢移植以及使用促性腺激素释放激素激动剂(GnRHa)等,但这些方法都存在各自的问题。冷冻技术有技术难题和伦理问题,后续辅助生殖技术也并非对所有 POF 患者都有效,GnRHa 对卵巢功能的保护作用还存在争议。所以,寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。
在这样的背景下,清远市人民医院的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们将人毛囊间充质干细胞(Human Hair Follicle-derived Mesenchymal Stem Cells,HF-MSCs)和人脐带间充质干细胞(Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,HU-MSCs)用于治疗 POF 小鼠模型,对比两者的效果,并探索其潜在的分子机制。最终研究发现,HF-MSCs 可以改善环磷酰胺诱导的 POF 小鼠的卵巢功能,且效果优于 HU-MSCs,其潜在机制可能是通过 KEAP1/NRF2/HO-1 通路抑制颗粒细胞的铁死亡(Ferroptosis,一种特殊的铁依赖性程序性死亡)。这一研究成果为 POF 的治疗提供了全新的方向,有望给众多患者带来新的希望。目前暂未提及该论文发表在哪个期刊。
为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从健康成年人的毛囊和健康足月胎儿的脐带组织中分离培养 HF-MSCs 和 HU-MSCs,并通过流式细胞术、免疫荧光染色鉴定细胞表面标志物,进行多向分化实验验证其分化能力。然后,构建 POF 小鼠模型,将小鼠随机分组进行尾静脉注射治疗。实验中运用 ELISA 分析检测血清性激素等指标,通过苏木精 - 伊红(HE)染色观察卵巢组织学变化,利用透射电子显微镜(TEM)观察线粒体超微结构,采用 RNA 提取和定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测相关基因和蛋白的表达。
研究结果如下:
  • 细胞鉴定与分化:从健康志愿者毛囊培养的细胞,在 3 - 5 天长出长梭形细胞,传代至第 5 代,经检测表达间充质干细胞(MSCs)表面标志物,且能向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞分化;从脐带组织培养的细胞在 7 - 10 天长出成纤维细胞样细胞,同样具备 MSCs 特性。这表明成功分离培养出 HF-MSCs 和 HU-MSCs。
  • 模型建立与细胞移植:通过腹腔注射环磷酰胺(100mg/kg/d,持续 10 天)成功建立 POF 小鼠模型。移植 HF-MSCs 或 HU-MSCs 后,小鼠体重和卵巢指数恢复,且 HF-MSCs 组效果更好。体内成像显示,移植 1 周后,HF-MSCs 和 HU-MSCs 主要分布在肝脏区域。
  • 卵巢结构和功能恢复:与 POF 组相比,HF-MSCs 和 HU-MSCs 治疗组小鼠血清 FSH 下降,AMH 和 E2 升高,初级卵泡、次级卵泡和窦状卵泡数量增加,闭锁卵泡数量减少,且 HF-MSCs 组在增加窦状卵泡和减少闭锁卵泡方面效果更优。这说明两种细胞都能改善 POF 小鼠血清性激素水平和卵泡发育情况,但 HF-MSCs 效果更佳。
  • 生育能力改善:HF-MSCs 移植后,POF 小鼠与 fertile 雄性小鼠交配,产仔数显著增加,且多于 HU-MSCs 组,同时 HF-MSCs 组小鼠在移植 6 个月内无异常死亡,器官解剖未发现明显异常。这表明 HF-MSCs 能有效提高 POF 小鼠生育能力,且安全性良好。
  • 氧化应激与线粒体变化:HF-MSCs 移植小鼠血清中 SOD 水平升高,ROS、MDA 和 Fe2?水平降低,卵巢颗粒细胞线粒体形态和数量改善。这提示 HF-MSCs 改善卵巢功能可能与调节氧化应激和铁死亡有关。
  • 铁死亡相关基因表达:qRT-PCR 和 Western blotting 检测显示,HF-MSCs 移植后,卵巢组织中 KEAP1 表达降低,NRF2 和 HO-1 表达升高。这表明 HF-MSCs 可能通过 KEAP1/NRF2/HO-1 通路调节铁死亡,进而改善卵巢功能。
研究结论表明,HF-MSCs 在改善 POF 小鼠卵巢功能方面效果显著,优于 HU-MSCs。这一发现意义重大,为女性癌症患者化疗后卵巢保护和生育力保存提供了新的有效方案,也为 POF 的临床治疗提供了潜在的细胞治疗策略。不过,目前对于 MSCs 治疗 POF 的具体机制尚未完全明确,未来还需要进一步深入研究,探索 HF-MSCs 在自然衰老动物模型中对卵巢功能的影响,以便更好地将这一研究成果转化为临床应用,让更多患者受益。
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