综述:从挑战到解决方案:再生医学与组织工程在恢复女性生殖健康中的潜力

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Heliyon 3.4

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  这篇综述系统阐述了组织工程与再生医学(TERM)在女性生殖系统疾病治疗中的突破性进展,聚焦卵巢、子宫等器官的再生策略,涵盖干细胞(MSCs/iPSCs)、生物材料(如脱细胞基质/3D打印支架)及微流控芯片等前沿技术,为不孕症、子宫内膜异位症等疾病提供创新治疗方案。

  

1. 引言

女性生殖系统由卵巢、输卵管、子宫等器官构成复杂网络,其功能障碍(如不孕症、子宫肌瘤等)严重影响生活质量。传统手术和辅助生殖技术(ART)往往无法根治病因,而组织工程与再生医学(TERM)通过生物材料支架、干细胞技术和生物制造手段,为功能性组织再生提供新思路。例如,卵巢组织冷冻移植(IVA技术)已实现临床妊娠,而脱细胞子宫基质在动物模型中成功促进血管化和胚胎着床。

2. 女性生殖系统病理概述

常见疾病包括卵巢早衰(POF)、多囊卵巢综合征(PCOS)和先天性子宫发育异常(如MRKH综合征)。其中POF患者因卵泡耗竭导致激素失衡,传统激素替代疗法(HRT)效果有限,而间充质干细胞(MSCs)通过旁分泌VEGF、FGF等因子可部分恢复卵巢功能。

3. 再生医学策略

3.1 干细胞技术

胚胎干细胞(ESCs)和诱导多能干细胞(iPSCs)可分化为卵母细胞样细胞,但存在伦理和致瘤风险。骨髓MSCs通过外泌体调控免疫微环境,在Asherman综合征中促进子宫内膜修复。临床试验显示,自体MSCs注射使POF患者抗穆勒氏管激素(AMH)水平提升4%。

3.2 生物材料创新

天然材料(如胶原/透明质酸)模拟细胞外基质(ECM),而合成材料(PLA/PCL)提供机械支撑。脱细胞卵巢基质保留ECM拓扑结构,支持卵泡存活。一项研究将纤维蛋白-藻酸盐互穿网络(FA-IPN)用于卵泡3D培养,实现体积增长106
倍。

3.3 生物制造技术

3D生物打印构建的子宫模型含分层上皮/肌层结构,而微流控芯片模拟输卵管微环境,用于药物筛选。电纺纳米纤维负载MSCs治疗盆腔器官脱垂(POP),其孔隙率提升细胞迁移效率达30%。

4. 器官特异性再生

  • 卵巢:藻酸盐微囊包裹卵泡移植后,小鼠模型诞生健康后代。
  • 子宫:胶原支架搭载碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)使大鼠子宫内膜厚度增加2倍。
  • 阴道:自体阴道黏膜扩增后移植至MRKH患者,术后活检显示正常组织结构。

5. 挑战与展望

血管化不足和免疫排斥仍是主要瓶颈。CRISPR-Cas9基因编辑可降低异体细胞免疫原性,而预血管化策略通过共培养内皮细胞形成毛细血管网。未来,类器官芯片和人工子宫技术或重塑生殖医学研究范式。

6. 结论

TERM通过多学科交叉融合,正逐步实现从“组织修补”到“功能重建”的跨越,但其临床转化需攻克长期安全性验证和个体化治疗设计等关键问题。

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