外泌体在子宫内膜损伤修复中作用的研究进展

付玉姣，凌学民

（深圳市龙岗区第二人民医院，广东 深圳 518112）

子宫内膜损伤后修复障碍是指子宫内膜基底层损伤后，内膜纤维修复导致宫腔部分或完全粘连闭塞的一种情况，其是导致月经过少、闭经、继发性不孕等妇科疾病的重要原因，其中最常见的是人工流产后发生的宫腔粘连（intrauterine adhesions，IUA）[1]，严重威胁女性的生殖健康。间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一种具有自我复制和多向分化潜能的成体干细胞。Zhang 等[2]研究发现，子宫内膜中存在MSCs，其减少、缺乏或功能障碍可能与IUA的发生有关。Du 等[3]发现骨髓间充质干细胞（BMSCs）在体内移植后，可向子宫内膜损伤部位迁移，分化为具有蜕膜表型的子宫内膜基质细胞。还有文献报道指出BMSCs 移植可有效修复受损的子宫内膜[4]。这些发现均表明MSCs 在体内移植后可迁移至病灶部位并起到修复作用。然而，MSCs 潜在的致瘤性、低输注量和低截留率等局限性使其仍然存在争议，限制了MSCs 的临床应用[5]。有研究发现MSCs 可能主要通过旁分泌作用发挥功效，而其中外泌体（exosome，Exo）被认为是发挥主要作用的因子[6]，表现出与源细胞相似的功能。因此，Exo 作为细胞间信息交流的重要工具有望克服这些局限性，替代干细胞移植。本文就外泌体在子宫内膜损伤修复中作用的研究进展进行综述。

1 Exo 概述

Exo 在1983 年 被 发 现，1987 年 由Johnstone 等首次命名为“exosome”[7]。几乎所有的生物液中都存在Exo，它是活细胞分泌的直径为30 ～150 nm 的膜性小囊泡，可在细胞间进行物质传递，其内可包含蛋白质、脂类和核酸等多种生物活性物质[8-9]。当Exo循环时，这些ExoRNA 可被邻近细胞或远处细胞吸收，随后调节受体细胞。细胞间遗传交换中的作用被发现后，使Exo 受到越来越多的关注。

2 Exo 在IUA 中的作用

2.1 BMSCs-exo 对子宫内膜的修复作用及对上皮-间充质转化（Epithelial-mesenchymaltransition，EMT）的影响

EMT 是IUA 发生的重要机制之一[10]。Yao 等[11]研究了BMSC 来源的Exo 对IUA 动物模型子宫内膜的修复作用及其对转化生长因子β1（TGF-β1）诱导的子宫内膜上皮细胞（endometrial epithelial cells，EECs）EMT 的影响，实验方法是将64 只雌性家兔随机分为假手术组、模型组、BMSC 治疗组和BMSC来源的Exo 治疗组，通过TGF-β1诱导EECs 发生EMT，从而得到IUA 动物模型，在Exo 组分别用25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL 的Exo 处 理EECs 24 h 后观察其腺体数目和纤维化面积的变化，与模型组相比，BMSC 组和Exo 组子宫内膜腺体数目均明显增多，子宫内膜纤维化面积明显减少（P＜0.05）。提示BMSC 来源的Exo 参与了损伤子宫内膜的修复，其作用与BMSC 相似，此外还可逆转TGF-β1诱导的兔EECs 的EMT。文章同时还提到BMSC 来源的Exo可能通过TGF-β1/Smad 信号途径促进子宫内膜修复。BMSCs 通过与内皮祖细胞（EPCs）相互作用被用于治疗急性子宫损伤（AUI）诱导的IUA[12]，BMSCs 衍生的外泌体（BMSCs-exo）可能是这一过程的关键调节因子，然而，其潜在的机制尚未明确。在已有文献的基础上，Liu 等[13]利用脂多糖（LPS）在小鼠模型和EPCs 中诱导AUI，以模拟IUA 在体内外的真实发病机制，然后筛选出作为核苷酸结合寡聚化结构域样受 体 蛋 白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）上游调节因子的miR-223-3p 在BMSCs exo 中富集，结论是BMSCs exo 上调miR-223-3p 以降解EPCs 中的NLRP3，从而进一步逆转LPS 处理对EPCs 的细胞毒性作用，继而改善LPS 诱导的AUI。此外，在Saribas 等[14]的研究中，将子宫来源的MSC（uMSC）-exo 注射到子宫腔中，通过增加血管标记物CD31 和血管内皮生长因子受体1（VEGFR1）的表达，促进了IUA 大鼠的子宫血管生成。

2.2 Exo-miRNA 在子宫内膜损伤后的抗纤维化作用

在真核细胞中，微小RNA（microRNA，miRNA）是一种重要的调控因子系统，而miRNA 在子宫内膜发育不同阶段的作用已经被阐明[15-16]。BMSCs 通过直接接触或间接分泌生长因子与子宫实质细胞相互作用而促进子宫功能的恢复。Xiao 等[17]研究发现，采用BMSC 治疗大鼠子宫内膜机械损伤（MD）后，再生子宫内膜中microRNA-340（miR-340）的水平显著升高；利用敲除技术分别上调或下调骨髓间充质干细胞miR-340+BMSCs 或miR-340-BMSCs 及其相应的ExomiR-340 水平，以检测BMSCs Exo 介导miR-340 的转移，发现原始BMSCs 或miR-340+BMSCs（而非miR-340-BMSCs）释放的Exo 增加了原代培养的子宫内膜基质细胞（ESCs）miR-340 的水平；而利用外泌子抑制剂GW4869 进一步验证了Exo 介导的细胞间通讯，经红色荧光蛋白标记发现Exo 是从BMSCs释放并转移到邻近ESC 的；与对照组相比，接受原始BMSC 治疗的大鼠在MD 后14 天子宫内膜功能明显恢复，与原始BMSC 治疗相比，miR-340+BMSC 的治疗效果显著增强（P＜0.05），miR-340-BMSC 的治疗效果显著减弱（P＜0.05）。体外研究表明，从BMSCs 中转移的miR-340 可抑制BMSCs 中纤维化基因的上调。这些数据表明，BMSCs 的抗纤维化作用是通过Exo 将miR-340 转移到胚胎干细胞上实现的，因而可认为增强miR-340 的转移是防止IUA 的另一种途径。最近，一篇会议论文报道，脐带间充质干细胞（UCMSC）来源的Exo 通过上调血管内皮生长因子（VEGF）、B 细胞淋巴瘤/ 白血病-2 基因（Bcl-2）水平，减少了子宫内膜纤维化的面积，促进了大鼠薄型子宫内膜（thin endometrium，TE）的修复[18]。此外，MSC-exo 可能通过抑制炎症来阻止IUA 的进展。UCMSC-exo 可抑制炎症因子白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达，并增加抗炎因子白细胞介素-10（IL-10）的表达[19]。

2.3 ADSC-exo 参与子宫内膜再生和胶原重塑

子宫内膜损伤引起的IUA 是导致育龄女性不孕的重要原因之一。越来越多的证据表明，MSCs 的治疗作用主要取决于其旁分泌因子的能力，并由MSCs来源的Exo 介导[20-21]。Zhao 等[22]研究了脂肪间充质干细胞（ADSC-exo）来源的Exo 在IUA 大鼠模型中的治疗潜力，在IUA 模型中，ADSC-exo 能维持正常子宫结构，促进子宫内膜再生和胶原重塑，并促进了整合素β3、白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）和VEGF 的表达，使再生子宫内膜的容受性得到改善。由此可见，ADSC-exo 可促进子宫内膜的再生及生育能力的恢复，提示子宫局部应用ADSC-exo 治疗严重IUA 和不孕症可能是一种有效的治疗策略。

2.4 CS/Exos 参与免疫

对于严重的子宫内膜损伤，传统治疗方法的临床疗效有限，因此开发新的子宫内膜再生及生育恢复策略尤为重要。Xin 等[23]设计了一种利用脐带源性间充质干细胞（UCMSC）来源的Exo，作为促进大鼠子宫内膜损伤模型子宫内膜再生的Exo 和胶原支架（CS/Exos），并通过巨噬细胞免疫调节研究其再生机制，发现移植CS/Exos 可诱导子宫内膜再生及胶原重塑，增加雌激素受体α/ 孕酮受体的表达，促进大鼠生育能力的恢复。在机制上，CS/Exos 的构建促进了CD163+M2 巨噬细胞极化，减轻了炎症反应，增强了抗炎反应。此外，研究发现，miRNAs 是诱导巨噬细胞极化的主要介质，也就是说CS/Exos 治疗是通过miRNAs 的免疫调节作用促进子宫内膜的再生和生育能力的恢复。这项研究强调了CS/Exos 的治疗前景以及在严重IUAs 治疗中的转化应用。

3 结语

目前，临床上常使用含有高剂量雌激素的宫内节育器来预防IUA 及促进IUA 分离术后子宫内膜的再生[24]，这种方法可能有助于缓解患者的一些基本症状，但其IUA 经常复发，严重影响女性的生殖健康。近年来随着临床上对Exo 研究的逐步深入，发现其可通过改善子宫内膜状况、阻止纤维化进程、促进血管生成及发挥免疫调节作用等机制成为治疗IUA 的新策略。因此，对于损伤后子宫内膜修复障碍，Exo 有望成为一种有效的治疗方式。