2022人工卵巢技術(shù)的研究進展(全文)

1、人工卵巢技術(shù)的研究進展（全文）人工卵巢是以組織工程學(xué)為基礎(chǔ)，可以用來改善和恢復(fù)早發(fā)性卵巢功能不全（，）女性和惡性腫瘤女性卵巢功能的新型治療手段，從惡性腫瘤女性的卵巢中分離原始卵泡并轉(zhuǎn)移至支架建立人工卵巢，將消除惡性細胞傳播的風(fēng)險。人工卵巢技術(shù)需要從冷凍卵巢組織中分離出來的卵泡和其他提供生長因子的卵巢細胞，還需要具有生物相容性、低炎癥反應(yīng)、利于血管新生、易于降解且不會干擾卵泡生長和遷移的輸送支架。對人工卵巢移植后功能的跟蹤和評估也至關(guān)重要，從治療的角度來看，這種方法比單純的卵泡移植或卵巢組織移植更有效，可以減少或避免缺血導(dǎo)致的壞死。對于女性，人工卵巢的支架結(jié)構(gòu)可以作為卵巢體外激活（，）過程中切割

2、后的卵巢碎片的轉(zhuǎn)運載體，用以改良。一、卵巢組織的凍存與卵泡的分離和培養(yǎng)大多數(shù)的卵泡位于卵巢皮質(zhì)，可以低溫凍存小體積的卵巢皮質(zhì)，然而，為了獲得足夠大的卵泡池，在癌癥治療前切除整個卵巢更加合理。卵巢組織的冷凍方法包括慢速冷凍法和玻璃化冷凍法。慢速冷凍法在組織凍融過程中，形成的冰晶會對細胞造成損傷，對細胞數(shù)量多、間隙大的卵巢組織影響更大，冷卻速度也受到器官尺寸和形狀的限制，而且很難在有限的時間內(nèi)將冷凍保護劑均勻地輸送到所有細胞中。在近十年中，玻璃化冷凍法已經(jīng)逐漸取代慢速冷凍法作為主要的冷凍保存方法。玻璃化冷凍不需要昂貴的設(shè)備，只需幾秒鐘就能將卵母細胞或胚胎暴露于冷凍保護劑中，使用高濃度的冷凍保護劑和

3、超速冷卻方法可以防止卵母細胞或胚胎內(nèi)外形成冰晶，與慢速冷凍法相比，玻璃化冷凍法有助于提高細胞活力并減少解凍復(fù)蘇后的損害。目前，對以玻璃化冷凍為基礎(chǔ)的卵巢組織的冷凍保存技術(shù)的研究越來越多，仍需更多的證據(jù)去證實玻璃化冷凍技術(shù)中的高濃度冷凍保護劑的安全性與有效性。機械分離合并膠原酶治療被廣泛應(yīng)用于從卵巢組織中分離卵泡，膠原酶的處理有助于分離出更多的卵泡，但會破壞卵泡基底膜，影響卵泡的存活和生長。等對豬卵泡的研究發(fā)現(xiàn)，使用釋放酶分離卵泡可能是一種更好的方法，其可以分離出更多形態(tài)和質(zhì)量更好的竇前卵泡，還可以觀察到覆蓋部分卵泡表面的卵泡膜細胞。為了降低癌癥女性惡性細胞再植的風(fēng)險，分離過程中需要對卵泡進行多

4、次清洗。卵泡分離后，需要確定放置在支架中卵泡的類型和數(shù)量，但存活且形態(tài)及顆粒細胞層完整的卵泡檢出率不理想，這需要進行更多的研究。在人工卵巢技術(shù)中，相較于初級卵泡，移植次級卵泡的成活率更高。在環(huán)境中培養(yǎng)的卵泡保留了卵泡結(jié)構(gòu)，促進了卵泡和細胞間的相互作用。水凝膠，如聚乙二醇等材料通過分離、封裝和培養(yǎng)，提供了類似于軟組織的環(huán)境，允許營養(yǎng)物質(zhì)的擴散，并且可以很容易地呈遞生物信號，細胞通過旁分泌和旁分泌相互作用進一步促進卵泡在體外的存活和生長。二、人工卵巢支架的材料制備輸送卵泡或卵巢組織的支架是人工卵巢技術(shù)的關(guān)鍵。支架的材料需要具備以下條件：支持卵泡植入、良好的生物相容性、溫度適宜性、支持卵泡的增殖和遷

5、移、可降解性、提供氧氣和生成營養(yǎng)血管的能力。一般材料：脫細胞卵巢支架能支持人卵泡的存活和小鼠卵泡的生長，十二烷基硫酸鈉可以有效去除小鼠卵巢組織中的和細胞內(nèi)成分，有利于避免移植后的免疫反應(yīng)，但這也顯著降低了剩余卵巢細胞外基質(zhì)的完整性。而去氧膽酸鈉是一種溫和的洗滌劑，能更好地保護卵巢的細胞外基質(zhì)，并可能改善再細胞化。這兩種新型的小鼠卵巢支架可作為未來卵巢生物工程試驗的候選支架。纖維蛋白是一種具有應(yīng)用前景的人工卵巢基質(zhì)材料，可以支持分離后的人卵泡。當纖維蛋白中添加血管內(nèi)皮生長因子時，可促進血管形成。新鮮卵巢髓質(zhì)是提供旁分泌環(huán)境的最佳細胞來源之一，卵巢組織中的內(nèi)皮細胞在卵泡發(fā)育過程中有助于新生血管的形

6、成。因此，非惡性腫瘤女性移植卵泡時應(yīng)考慮聯(lián)合應(yīng)用新鮮卵巢髓質(zhì)中的基質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞，以改善人工卵巢的功能。干細胞材料：人工卵巢中加入干細胞成分可能會增強卵巢的功能。有研究表明，干細胞治療可以恢復(fù)卵巢早衰動物模型中卵巢的結(jié)構(gòu)和功能，為提供了一種有效的治療方法。脂肪間充質(zhì)干細胞和骨髓間充質(zhì)干細胞（，）可以增加卵泡數(shù)量，減少顆粒細胞凋亡，改善模型鼠的卵巢功能。具有更有利的增殖能力，并可以向卵巢特異性細胞分化。人臍帶間充質(zhì)干細胞在存在膠原的情況下，可減少卵巢細胞凋亡，增加卵巢上皮細胞的生成，改善卵巢功能。等將人臍帶間充質(zhì)干細胞嵌入膠原蛋白基質(zhì)后移植到模型鼠體內(nèi)周后，觀察到激素水平和卵泡數(shù)量的明顯上升，

7、并在移植物中檢測到顆粒細胞的增殖和卵巢血管的生成。經(jīng)血源間充質(zhì)干細胞（，）參與了細胞外基質(zhì)依賴的信號通路中卵巢轉(zhuǎn)錄表達的激活，可以在一定程度上恢復(fù)卵巢功能。有研究結(jié)果表明，可促進體外培養(yǎng)的大鼠卵巢中早期卵泡的增殖，抑制卵泡凋亡，在體內(nèi)，有效促進大鼠卵泡發(fā)育，恢復(fù)動情周期和血清性激素水平，提高活產(chǎn)率。有研究認為，人工卵巢與干細胞結(jié)合模擬自然卵巢可以作為乳腺癌患者保存生育力的首選策略。干細胞聯(lián)合人工卵巢給有生育需求的癌癥女性帶來了巨大的希望。人工卵巢的添加劑：生長因子，如血管內(nèi)皮生長因子（，）和堿性成纖維細胞生長因子，可以促進人工卵巢在體內(nèi)的血管生成和減少細胞凋亡。等將卵巢組織與一并加入纖維蛋白凝

8、膠后移植回雙側(cè)卵巢切除的小鼠體內(nèi)，周后含有凝膠的存活卵泡和血管的數(shù)量是對照組的倍。細胞凋亡抑制因子磷酸鞘氨醇（，）可以促進細胞生長和抑制細胞凋亡。等將人類卵巢連同共同移植到嚴重聯(lián)合免疫缺陷小鼠體內(nèi)，觀察后發(fā)現(xiàn)移植物中卵巢的血管密度、血管生成數(shù)和卵巢基質(zhì)細胞增殖顯著增加，卵泡的凋亡下降。此外，通過帶有細胞外基質(zhì)材料的支架，肝素結(jié)合肽、肝素和修飾的與纖維蛋白共同作用，使人工卵巢技術(shù)在生育力保護方面取得了重要進展。三、人工卵巢的生物打印生物打印是一種新興的添加劑制造技術(shù)，其可一層一層折疊以生成組織模擬結(jié)構(gòu)。由于在微尺度、高通量和細胞沉積方面的優(yōu)勢，生物打印已經(jīng)成為創(chuàng)建復(fù)雜的微觀和宏觀生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的強

9、大制造工具，用于制造人體組織的細胞載體。制作單元加載結(jié)構(gòu)生物印刷最常用的生物打印系統(tǒng)基于三種主要策略：噴墨、激光和擠壓。印刷的生物材料稱為生物墨水，將提供足夠的打印保真度和機械性能所需的屬性，以確保沉積后的打印性和長期功能。打印技術(shù)在心血管、肌肉、神經(jīng)等系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用，并能產(chǎn)生有效的生物學(xué)功能。四、人工卵巢的移植移植手術(shù)后的主要問題是免疫排斥和缺血性損傷，由于人工卵巢中移植的卵巢細胞是自體來源，不會產(chǎn)生嚴重的免疫排斥反應(yīng)，但個體對于生物材料的免疫反應(yīng)仍然是面臨的難題。等從冷凍保存的人類卵巢組織中分離出卵泡，打印支架形成人工卵巢，并將其移植至去卵巢的成年小鼠的腎包膜下，只進行移植的小鼠中有只在

10、移植周內(nèi)恢復(fù)了激素循環(huán)。另有研究將攜帶原始卵泡和初級卵泡的人工卵巢移植在小鼠闊韌帶內(nèi)并進行縫合，使小鼠實現(xiàn)了自然妊娠。如果將人工卵巢移植在腹膜內(nèi)側(cè)，需用手術(shù)刀刮傷腹膜表面，以誘導(dǎo)血管生成。有研究證實人卵巢移植手術(shù)至少前在移植部位邊緣進行電凝可誘導(dǎo)血管生成。為減少移植過程中的缺血再灌注損傷，通過動物模型做出了各種嘗試，目前研究仍處于動物試驗階段，采用褪黑素處理宿主，用富含透明質(zhì)酸的生物膠加入血管內(nèi)皮生長因子和維生素孵育后，細胞的凋亡明顯減少，用維生素和促性腺激素對宿主進行治療，移植效果更好。五、人工卵巢的應(yīng)用前景保護女性和育齡期惡性腫瘤女性生育力，以及改善其生活質(zhì)量在世界范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注，人

11、工卵巢技術(shù)可能發(fā)揮巨大的作用。是指女性在歲前出現(xiàn)卵巢功能衰退，主要的臨床表現(xiàn)包括低雌激素和不孕，在小于歲的女性中發(fā)病率約為，在歲的女性發(fā)病率約為。在卵巢功能衰退初期，妊娠率僅有，嚴重影響了患者的受孕能力。的傳統(tǒng)治療方法包括激素治療、中藥、輔助生殖技術(shù)等，近年來對治療的研究越來越多，等將女性卵巢部分皮質(zhì)切除并碎片化后移植到對側(cè)卵巢和卵巢附近的腹腔中，利用輔助生殖技術(shù)使女性成功妊娠。盡管已有健康胎兒通過出生，但仍需優(yōu)化技術(shù)、提升效率并降低其可能帶來的潛在風(fēng)險以確保程序的安全性。希望人工卵巢技術(shù)可以通過組織工程學(xué)技術(shù)設(shè)計出低免疫原性、易于降解、并能發(fā)揮重要生物學(xué)功能的運輸支架，移植后改善患者的卵巢功

12、能并實現(xiàn)自然妊娠?，F(xiàn)今癌癥仍然是全球最嚴重的健康問題之一，抗癌治療后出現(xiàn)的卵巢內(nèi)分泌功能紊亂、卵巢儲備功能下降等導(dǎo)致了育齡期女性生育力的喪失，隨著腫瘤患者的生存率逐漸提高，年輕女性抗癌治療后的卵巢功能及生活質(zhì)量不容忽視，在癌癥女性保存生育力的方法中，卵巢組織玻璃化冷凍的方法較好。卵巢組織凍存與移植是對于治療時間緊迫或不能接受促排卵治療的惡性腫瘤女性最佳的生育力保存方法之一，也是青春期前癌癥女性和對激素敏感的惡性腫瘤女性的不二選擇，但卵巢組織凍存與移植存在惡性細胞再回輸?shù)目赡?，有報道稱，急性白血病的女性，在移植卵巢組織的同時發(fā)生惡性細胞再植的風(fēng)險較高。當人工卵巢技術(shù)成熟后，將使有生育要求的癌癥女

13、性在腫瘤治療后獲得生育的希望。六、展望干細胞打?。焊杉毎蛴∈且陨锎蛴槭侄?，以干細胞和生物材料重建人體組織或器官的跨學(xué)科領(lǐng)域的新型再生醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，利用可負載干細胞并提供良好生長環(huán)境的生物材料通過打印的技術(shù)能快速、精準地制備出具有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。干細胞生物打印技術(shù)不僅可以為患者提供個性化、精準化治療，還可快速化、批量化生產(chǎn)，展望人類安全的生物工程卵巢的未來，用自體來源的誘導(dǎo)多能干細胞培養(yǎng)的脫細胞卵巢支架可能是癌癥和女性進行個體化卵巢移植的關(guān)鍵。有研究報道，將自體間充質(zhì)干細胞移植到卵巢可恢復(fù)女性的卵巢功能并實現(xiàn)妊娠。但在未來仍然需要大量試驗進行干細胞生物打印的研究。有氧支架：有研究將大量

14、的過氧化鈣納米顆粒嵌入能夠產(chǎn)生氧氣的由多聚癸二酸甘油酯和聚己內(nèi)酯組成的混合聚合物基質(zhì)中形成有氧支架，復(fù)合支架顯示出光滑的纖維結(jié)構(gòu)，同時提供持續(xù)數(shù)天到周的氧氣，改善了缺氧環(huán)境和細胞代謝活性。復(fù)合支架也表現(xiàn)出良好的抗菌性能，與降解行為等其他功能相結(jié)合，可能成為組織工程和傷口愈合應(yīng)用中有前景的生物材料。其他生物材料：有研究將來源于動物卵巢中天然存在的膠原蛋白作為生物材料，通過打印在載玻片上打印各種重疊的凝膠纖維圖案來構(gòu)建卵巢支架，隨后將小鼠的早期卵泡植入這些支架，實現(xiàn)了卵泡的體外存活。和支架提供多個側(cè)面包圍卵泡，更有利于卵泡與支架的相互作用，提高支架血管化程度，隨著支架交互作用的增加，卵泡的非正常發(fā)育被抑制，存活率上升。年該研究團隊通過繪制與人類卵泡發(fā)育最為相似的豬卵巢結(jié)構(gòu)蛋白的位置圖，鑒定了出了種在深度上有顯著差異的基質(zhì)蛋白，為開發(fā)打印人造卵巢提供了可靠的墨水來源。隨著打印卵巢的