子宫内膜修复机制及其间充质干细胞分化调控研究

The infertility rate was growing quickly due to endometrium damage. Adequate growth of the endometrium is indispensable for successful pregnancy. The mechanism of endometrial renewal has not yet fully understood. Recent work found that the endometrial epithelial cells arise from the differentiation of the endometrial mesenchymal stem cells. But the role and the mechanism of endometrial mesenchymal stem cells in endometrial renewal is not clear. We found the endometrial mesenchymal stem cells could repair the damaged liver, and improve liver function. At the same time, they could differentiate to the osteoblast and fat cells, which confirmed they have multiplex differentiation potential. However, whether and how they differentiate to the endometrial epithelial cells has not been reported. Based on preliminary studies, we paln to find out the role of clear endometrial stem cells on endometrium renewal, and to clarify the molecular mechanism. At the same time, we will explore the conditions of stem cells induced differentiation to endometrial epithelial cells, which is essential for interventional treatment of endometrial stem cells applied to clinical therapy.

如何提高妊娠率一直是生殖医学领域的重要努力方向，其中子宫内膜作为胚胎种植和发育的"土壤"，在助孕中有举足轻重的作用，其受损可阻碍受精卵着床，因此子宫内膜再生及修复至关重要。最新研究发现子宫内膜上皮再生是子宫内膜间充质干细胞分化的结果，但间充质干细胞在受损子宫内膜再生修复中的作用及机制尚不明确。我们的前期研究发现子宫内膜间充质干细胞能修复受损肝脏，改善肝脏功能，同时可被诱导分化为成骨细胞及成脂细胞，证实其具有多向分化潜能，然而其向子宫内膜上皮细胞分化调控尚未见报道。基于以上基础及问题，本项目将构建子宫内膜上皮细胞与间充质干细胞共培养体系，从细胞及分子水平上阐明子宫内膜修复机制及间充质干细胞在此修复过程中的作用，为受损子宫内膜的治疗提供新思路；同时探索子宫内膜间充质干细胞诱导分化子宫内膜上皮细胞的条件，为有效利用子宫内膜间充质干细胞重建子宫内膜功能提供技术支持。

本项目在前期实验发现子宫内膜间充质干细胞能修复肝损伤且具有多向分化潜能的基础上，构建子宫内膜损伤修复的体外和体内模型，对子宫内膜修复机制及间充质干细胞在此修复过程中的作用及其分子机制展开研究。体外研究方面，我们建立了子宫内膜细胞与经血干细胞共培养体系，通过干细胞共培养实验来检测细胞层面修复的效果，研究表明米非司酮处理可导致子宫内膜间质细胞增殖和迁移功能显著降低，同时细胞凋亡显著增加，经血干细胞与受损的子宫内膜间质细胞共培养可逆转这一进程，促进间质细胞在体外的增殖和迁移能力，同时降低细胞的自然凋亡水平。米非司酮处理导致子宫内膜间质细胞VEGF表达显著降低，在干细胞共培养后，受损间质细胞VEGF表达量明显回升，p-AKT表达显著增加，这提示AKT信号通路是参与干细胞修复子宫内膜损伤作用重要的潜在信号通路。此外我们发现经血干细胞条件培养基处理经过缺氧诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVEC）可以减少其凋亡并提高其细胞增殖、迁移和血管生成能力。体内研究方面，我们建立了经血干细胞修复子宫内膜损伤的小鼠模型。研究发现在干细胞移植进小鼠体内一周后，小鼠受损的子宫内膜厚度和微血管密度明显增加，同时生育力明显改善。另外，本项目组还进一步研究了IVF刺激周期注射hCG日血清高孕酮水平对内膜生长的影响，发现孕酮升高组与孕酮正常组相比，女性子宫内膜发育显著更成熟，uNK细胞计数也更多，并且高孕酮对着床期内膜基因表达水平有显著影响。提示子宫内膜受损后微环境等病理状态与生理状态对子宫内膜容受性有重要影响。综合上述，本项目证实人月经血子宫内膜干细胞通过诱导血管生成作用来修复子宫内膜损伤，AKT信号通路在这一进程中发挥重要作用。