子宫内膜是一个高度再生的组织,在体内激素的作用下,成年女性的子宫内膜会发生周期性增殖、分泌和脱落性变化,我们称为月经周期。基底层细胞在月经之后会再生并修复子宫内膜创面,重新形成完整的子宫内膜功能层。这一过程中子宫内膜展现出了惊人的再生能力,让人不禁想起近些年一个火热的概念“干细胞”。那么子宫内膜中是否存在干细胞呢?宫内膜干细胞与胚胎干细胞又有何区别呢?它在子宫内膜中所起的作用又是什么呢?

  让我们来了解一下干细胞的概念。干细胞(stem cell)是一类具有增殖和分化潜能的细胞,即具有自我更新复制的能力,能够产生高度分化的功能细胞。“潜能”这个词指的是,在一定的条件下,它能够分化成多种功能细胞。发育等级最高的干细胞是全能干细胞,可直接克隆人体,如胚胎干细胞,具有分化为几乎全部组织和器官的能力。而成体干细胞的发育等级较低,属于多能干细胞或单能干细胞,具有组织特异性,并不能随心所欲地分化。科学家们寄希望于利用干细胞的分离和体外培养,在体外繁育出组织或器官,并最终通过组织或器官移植,实现对临床疾病的治疗。

  虽然子宫内膜的再生能力明显,但首次正式报道是在2004年,几位澳大利亚科学家通过经典的体外克隆形成实验证实了子宫内膜中干细胞的存在。而且研究发现内膜中存在上皮和基质两种类型的干细胞,在体外验证了它们具有很强的分化能力,但在体内内膜的微环境中它们可能处于相对静止的静息状态。

震惊!子宫内膜干细胞,鲜为人知的秘密!

  那么,内膜中的干细胞究竟是起什么作用的呢?成体干细胞具有产生特定表型和功能的成熟细胞的能力,因此内膜干细胞在维持内膜组织的动态平衡、生理性细胞更新和组织损伤修复方面均能发挥作用。子宫内膜在月经周期、流产和成功分娩的过程中都会实现自我更新,这依赖于驻扎其中的干细胞。

  2016年2月,英国华威大学等机构的研究人员发表在《Stem cells》上的论文提出人子宫内膜中干细胞的缺乏会导致女性反复性流产(recurrent pregnancy loss,RPL)。在这项研究中,研究人员发现与正常人群相比,从反复性流产患者的子宫内膜中只能分离出更少的干细胞,而且干细胞的表观遗传标记在体外培养物中缺失。

  我们知道,子宫内膜的自我更新能力来自于干细胞。进一步的研究发现在RPL患者中干细胞的缺乏会加快子宫内膜细胞的衰老。老化的细胞会引起炎症反应,随着这种炎症反应会促进胚胎着床但是对于它的进一步发育是有害的。因为胚胎着床后,子宫内膜间质细胞会增殖分化,产生蜕膜(decidual)组织,蜕膜组织的形成是成功妊娠的必备前提。而研究人员的体外实验发现,RPL患者的子宫内膜细胞进行体外培养室,证实子宫内膜中老化的细胞有蜕膜化障碍,并不能充分地做好怀孕的准备。

  这一项研究为复发性流产的治疗提供了新的方向。通过何种手段来增加内膜干细胞的数量,如何更好地维持内膜中干细胞的正常功能,是之后的研究所面临的挑战。目前,研究人员已经开始一系列工作力图对子宫内膜进行改善,包括开发新的子宫内膜检查对女性流产风险进行评估和筛查,以及针对子宫内膜干细胞的药物研发。这些研究成果是否能应用到转化医学上还需要时间来验证。