新研究，構建“結構+ECM微環境”仿生組織工程支架促進子宮重建

  2023年11月15日，生物治療全國重點實驗室干細胞與組織工程研究室解慧琪研究員團隊在Science Advances（IF：13.6）在線發表了題為Promotion of uterine reconstruction by a tissue engineered uterus with biomimetic structure and extracellular matrix microenvironment的研究論文。該研究構建了一種“結構+ECM微環境”仿生的組織工程子宮修復支架，系統研究了組織特異性的細胞外基質（Extracellular matrix，ECM）在募集內源性干細胞，誘導干細胞定向分化中的作用，并展示了該仿生支架用于重度宮腔粘連（intrauterine adhesions，IUA）修復的可行性。

  宮腔粘連（IUA）是女性繼發性不孕的主要原因，但是傳統治療方法治療效果不佳。重度IUA復發率高達60%，更有效的預防和治療IUA的方法仍有待開發。重度IUA往往伴有子宮肌層的損傷，常導致子宮局部缺血和缺氧，嚴重影響子宮修復效果。因此，在重度IUA的治療中，給予適當的機械支持、建立抗粘連屏障、實現子宮內膜和子宮肌層的同步再生至關重要。然而，單一支架很難滿足重度子宮損傷修復的多重需求。受子宮結構的啟發，該研究開發了一種具有仿生異質特性和細胞外基質微環境的雙層支架（ECM-SPS），以滿足子宮的多種修復需求。該仿生支架具有類似于子宮解剖結構的兩個不同區域，仿生子宮內膜(SIS)表面致密光滑，可作為防止粘連的物理屏障。仿生肌層(PU/SIS)具有與子宮肌層相似的力學性能，可以提供合適的力學支撐。研究證明，該支架在子宮全層缺損修復中可維持正常子宮形態，預防狹窄或粘連的發生。

子宮內膜干細胞的丟失和組織微環境的實質性改變被認為是子宮病理性再生的主要原因。子宮內膜干細胞的功能在很大程度上受到修復部位微環境的限制，募集內源性干細胞和構建良好的修復微環境有望實現子宮功能性再生。作為組織微環境的重要組成部分，ECM可以調節細胞表型和功能以響應各種生理和病理刺激，特別是誘導干細胞譜系分化。ECM通常來源于動物組織，然而其批次差異大，面臨著更多的免疫排斥和生物安全風險。該研究巧妙地運用組織特異性來源的細胞生產ECM，以模擬天然組織ECM微環境，誘導組織功能性再生。研究發現，組織特異性細胞來源的ECM具有與天然組織相似的ECM特征，可模擬組織ECM微環境，誘導干細胞定向分化。此外，子宮上皮來源的ECM可以募集內源性干細胞參與子宮內膜修復，平滑肌細胞來源的ECM更多表現出促進血管新生的作用。

在子宮全層缺損重建中，該仿生支架展現出快速上皮化的能力，并且促進內膜腺體和肌層的再生。此外，該仿生支架對卵巢功能并無影響，動情周期及卵泡數目與正常大鼠相較均無差異。經該仿生支架重建后的子宮可以維持胚胎孕育、活產胎兒，具有更高的受孕率。

該研究表明，ECM-SPS在治療和預防重度IUA方面具有較大的潛力。該研究提出的“結構+微環境”仿生的ECM材料構建策略為復雜組織結構的器官再生提供更好的選擇。

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