近年來對子宮腺肌病（Adenomyosis，AM）進行了廣泛研究，但其確切病因仍不清楚。子宮內(nèi)膜腺體和間質(zhì)侵入子宮肌層是AM的主要特征，該疾病常表現(xiàn)為月經(jīng)過多、痛經(jīng)、性交困難和不孕等癥狀，對患者的生育能力、身心健康和生存質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。由于人類實驗在道德和倫理方面的限制，構(gòu)建與人類AM特征相一致或相似的細(xì)胞和動物模型至關(guān)重要。這些模型的建立可幫助揭示AM的病因?qū)W，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物，并尋找最佳或具有治愈潛力的治療方案。此外，細(xì)胞和動物模型具有時間跨度較短以及環(huán)境操縱的便利性等特點，有助于產(chǎn)生新的理論假設(shè)，并為未來的臨床實踐提供更有效的治療選擇。
子宮腺肌病體外模型
AM的細(xì)胞模型包括原代細(xì)胞、細(xì)胞系、類器官和微系統(tǒng)模型。傳統(tǒng)體外培養(yǎng)技術(shù)主要采用原代細(xì)胞和細(xì)胞系，長期在研究子宮內(nèi)膜疾病方面發(fā)揮重要作用，但受到單一細(xì)胞類型和靜態(tài)培養(yǎng)的限制。新興技術(shù)，如類器官和微系統(tǒng)體外模型能更準(zhǔn)確地再現(xiàn)原生組織和疾病狀態(tài)的特征，模擬更復(fù)雜的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)和相互作用，使子宮內(nèi)膜疾病建模和藥物測試更加準(zhǔn)確。
傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)模型
原代細(xì)胞模型
原代培養(yǎng)的細(xì)胞保持原有細(xì)胞的生物性狀，更能反映疾病在體內(nèi)的狀態(tài)，因此在AM體外機制研究和藥理研究中更具說服力。研究人員通過收集AM患者在位或異位子宮內(nèi)膜組織，并分離和培養(yǎng)在位或異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞，應(yīng)用于AM的體外培養(yǎng)實驗中。然而，原代培養(yǎng)也有較多的限制。首先，AM患者在位和異位內(nèi)膜組織不易獲??；其次，原代培養(yǎng)的組織含有多種細(xì)胞成分，即使生長出同一種類型的細(xì)胞，細(xì)胞間也存在很大差異；不同供體之間存在個體差異，即使組織類型和部位相同，個體差異也可能在細(xì)胞水平上體現(xiàn)出來；此外，原代培養(yǎng)細(xì)胞的部分生物學(xué)特征尚不夠穩(wěn)定，這限制了在細(xì)胞水平上進行細(xì)胞生物學(xué)和藥理研究。
細(xì)胞系模型
由于AM的保守性治療已逐漸完善，是一種“非必要不手術(shù)”的慢性疾病，AM患者越來越不能接受切除子宮的根治性治療方式，其組織樣本獲得不易。細(xì)胞系生物學(xué)特征穩(wěn)定，細(xì)胞系模型也常用于模擬AM在位內(nèi)膜的藥效反應(yīng)。
（1）子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系：AM與惡性子宮內(nèi)膜癌組織具有多種相似的細(xì)胞特征和較高的合并發(fā)生率，因此常用子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系，如Ishikawa細(xì)胞系、HEC-1A、HEC-1B模擬AM體外生物學(xué)行為，進一步探索AM的發(fā)病機制。雖然細(xì)胞系模型在復(fù)制原代細(xì)胞生物學(xué)行為方面存在一些不足，但細(xì)胞系的培養(yǎng)為實驗提供了便利性和良好的可重復(fù)性，細(xì)胞系的試點研究可給較難培養(yǎng)的原代細(xì)胞中提供進一步的見解。
（2）子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞系：子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞系來源于非腫瘤正常的子宮內(nèi)膜，多用于生殖領(lǐng)域。用于AM研究的子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞系有HESC細(xì)胞系。HESC細(xì)胞系細(xì)胞來源于人正常子宮組織，雖表達(dá)雌激素和孕激素受體，對甾體激素做出反應(yīng)，但不具有類似AM在位內(nèi)膜和異位內(nèi)膜增強的增殖、遷移和侵襲能力，不能很好地模擬AM的功能。
（3）永生化細(xì)胞系：永生化上皮細(xì)胞和間質(zhì)表現(xiàn)出組織特異性激素反應(yīng)特征，常用于方案開發(fā)、試點研究和子宮內(nèi)膜細(xì)胞行為的一般特征研究。人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶介導(dǎo)的永生化子宮內(nèi)膜異位癥衍生的“12Z”系用于侵襲性子宮內(nèi)膜上皮，人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶介導(dǎo)的永生化間質(zhì)細(xì)胞系“tHESC”用于子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞。永生化細(xì)胞雖能不斷生長繁殖，但其在培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生表型偏移，導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差。
生物工程模型
類器官模型
類器官模型是將細(xì)胞接種在基質(zhì)膠或基底膜提取物中，并經(jīng)特定的細(xì)胞因子混合物作用，培養(yǎng)獲得具有器官特異性的三維細(xì)胞。類器官模型與體內(nèi)來源的組織或器官高度相似，可復(fù)制出已分化組織的復(fù)雜空間形態(tài)，并呈現(xiàn)出細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用，并能長期穩(wěn)定地進行傳代培養(yǎng)。類器官技術(shù)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的離體培養(yǎng)模型，具有在遺傳上穩(wěn)定、具有激素反應(yīng)性、能保持極性以及能很好復(fù)制原生子宮內(nèi)膜腺體的生理機能。
2010年研究通過三維共培養(yǎng)模型證實AM子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的侵襲性明顯高于非AM子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞。2020年研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的無支架類器官模型，模型包含子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞類型，可表達(dá)雌激素受體、孕激素受體和雄激素受體等功能標(biāo)志物，并對月經(jīng)周期激素有反應(yīng)。目前研究通過此模型探索AM植入失敗和妊娠障礙的分子機制。收集AM患者在位子宮內(nèi)膜進行類器官培養(yǎng)，使用Dispase Ⅱ和膠原酶-V消化，使用100 μm細(xì)胞篩過濾，離心將沉淀重懸于基礎(chǔ)培養(yǎng)基和基質(zhì)膠，接種到培養(yǎng)板后再添加類器官培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。通過補充卵巢激素和妊娠激素使AM類器官進一步分化為分泌中期和妊娠期子宮內(nèi)膜，通過補充催乳素和人胎盤催乳素培養(yǎng)8d以誘導(dǎo)妊娠期類器官分化。
微系統(tǒng)技術(shù)模型
微流控技術(shù)可實現(xiàn)微量液體的精密操控和多種功能模塊的微型化集成，在細(xì)胞操縱方面具有精確、高效和低成本等優(yōu)點。子宮蠕動過度可導(dǎo)致AM或子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生。2020年一項研究通過在微流控芯片中共培養(yǎng)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞和子宮肌層平滑肌細(xì)胞，并調(diào)節(jié)微流控芯片中的流體動力學(xué)條件以模擬子宮蠕動引起的剪切力和機械應(yīng)力，可用于研究這些力對子宮內(nèi)膜細(xì)胞行為和功能的影響，探討AM的發(fā)病機制。這項研究中，子宮內(nèi)膜屏障模型是在定制設(shè)計的孔中將子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞與子宮肌層平滑肌細(xì)胞共培養(yǎng)，通過實驗裝置將子宮壁模型固定在底部，通過移動帶的活動使培養(yǎng)室中與液體直接接觸的彈性蓋變形來誘導(dǎo)蠕動流，暴露于蠕動流60 min和120 min。此外，還可通過原代人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞與原代子宮微血管內(nèi)皮細(xì)胞在子宮內(nèi)膜微流控芯片器官模型中共培養(yǎng)以模擬子宮內(nèi)膜微環(huán)境中的血流動力學(xué)。需指出的是，微流控技術(shù)模型在研究AM方面仍處于發(fā)展階段，仍需更多的技術(shù)手段建立AM疾病特征。隨著技術(shù)的進步，微流控技術(shù)模型將在AM研究領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮重要作用。
子宮腺肌病體內(nèi)模型
常用的AM動物模型為自發(fā)模型、藥物誘導(dǎo)模型、手術(shù)誘導(dǎo)模型和轉(zhuǎn)基因模型。理想的AM動物模型應(yīng)既體現(xiàn)該疾病病理特征，又體現(xiàn)該疾病臨床特征如疼痛、不孕（生育力損傷）等，從而更好地開展AM的分子機制和開發(fā)有效的治療方案的研究。
子宮腺肌病自發(fā)模型
自發(fā)性AM動物模型有利于研究AM的自然發(fā)展，尤其是與人類生殖生物學(xué)非常相似的非人靈長類動物的AM自發(fā)模型。非人靈長類動物中，狒狒和恒河猴是自發(fā)性AM的研究對象，主要以病例報告的形式記錄。此外，一些嚙齒動物也可自發(fā)發(fā)生AM，如SHN小鼠、SLN小鼠，GR/A小鼠、C3H/He小鼠、SMXA重組近交小鼠。然而，自發(fā)AM動物模型發(fā)病率較低，為了提高AM的發(fā)生率，可通過藥物或手術(shù)誘導(dǎo)AM小鼠模型，為自發(fā)模型提供了一致、可控制、可重復(fù)的替代方案。相對于自發(fā)模型，藥物或手術(shù)誘導(dǎo)的AM小鼠模型在許多情況下更經(jīng)濟和省時。
藥物誘導(dǎo)的子宮腺肌病模型
孕激素
長期暴露于黃體酮12～18個月后，可導(dǎo)致囊性腺滲透到雌性Balb/C小鼠的子宮肌層中。與黃體酮相比，合成孕激素在誘導(dǎo)AM方面具有類似的作用，但程度更低。長期暴露于孕激素可能提高子宮內(nèi)膜中環(huán)氧化物酶2和芳香酶的表達(dá)，由于炎癥和雌激素生物合成的正反饋環(huán)路，導(dǎo)致雌激素的局部產(chǎn)生增加，促進子宮內(nèi)膜上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而誘發(fā)AM。黃體酮作為單一致病因子在誘發(fā)AM中的作用仍不清楚，可能需重新評估。
催乳素
催乳素（Prolactin，PRL）是一種垂體激素，由垂體、子宮肌層、子宮內(nèi)膜和炎癥細(xì)胞產(chǎn)生，受類固醇激素和細(xì)胞因子調(diào)節(jié)。PRL受體在子宮肌層和子宮內(nèi)膜中表達(dá)，提示PRL在子宮中可能具有功能作用，而雌激素和孕激素可能促進其作用。
在人類中，AM患者經(jīng)常表現(xiàn)出高催乳素血癥，PRL水平升高可通過短亞型PRL受體促進傷害感受器致敏，從而引起疼痛增加。多巴胺是調(diào)節(jié)PRL分泌的主要因子，催乳素或多巴胺拮抗劑的干預(yù)可增加PRL釋放，增加小鼠AM的發(fā)生風(fēng)險。鹽酸氟西?。ㄒ环N5-HT再攝取抑制劑）干預(yù)Wistar大鼠可增加PRL分泌，成功構(gòu)建AM大鼠模型。置入含有溴隱亭的陰道環(huán)后，AM女性可緩解疼痛、減少月經(jīng)出血和改善生活質(zhì)量。這些觀察結(jié)果表明，高水平的PRL可能導(dǎo)致AM的發(fā)展。盡管已有報道PRL可成功誘導(dǎo)AM動物模型，但到目前為止，還沒有流行病學(xué)數(shù)據(jù)支持PRL誘導(dǎo)的AM動物模型與人類AM疾病的聯(lián)系。因此，PRL可否被視為誘導(dǎo)人類AM的單一致病因素尚不清楚。
雌激素和雌激素化合物
絕經(jīng)后AM患者癥狀減輕，提示AM是一種雌激素依賴性疾病。長期暴露于雌激素或雌激素化合物可引起AM，而誘導(dǎo)的持續(xù)時間因動物物種而異。他莫昔芬是選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑家族的成員之一，其活性因組織類型而異。在乳腺中呈現(xiàn)抗雌激素作用，而在子宮內(nèi)膜中表現(xiàn)雌激素作用。新生ICR小鼠在2～5日齡時喂服他莫昔芬，42～90日齡時其子宮肌層出現(xiàn)異位子宮內(nèi)膜，他莫昔芬誘導(dǎo)的AM小鼠模型的構(gòu)建與小鼠品系、給藥途徑和給藥時間有關(guān)。C57品系小鼠喂服他莫昔芬時，子宮角發(fā)生子宮肌層排列紊亂而不是AM;新生兒期和絕經(jīng)后給予他莫昔芬干預(yù)存在巨大差異，因為新生兒期對干擾內(nèi)分泌的化學(xué)物質(zhì)高度敏感;通過注射或皮下而非口服途徑向相同品系的小鼠施用相同劑量的他莫昔芬不會誘發(fā)AM。
雌激素化合物，如雙酚A、二惡英、乙炔雌二醇和己烯雌酚等，也被證明可誘導(dǎo)不同小鼠品系的AM。新生兒皮下注射不同劑量的雙酚A可誘導(dǎo)ICR小鼠AM發(fā)生，發(fā)生率與劑量呈正比。直接暴露二惡英的F1-F2代和間接暴露二惡英的F3代C57小鼠中也發(fā)生AM。產(chǎn)前或性成熟后暴露于乙炔雌二醇可誘發(fā)ICR小鼠AM發(fā)生。己烯雌酚誘導(dǎo)AM小鼠成功率取決于給藥劑量、給藥途徑、持續(xù)時間和小鼠品系，但通常較低，由于已在國內(nèi)停產(chǎn)，且其引起AM的發(fā)生是散發(fā)的，目前產(chǎn)前或新生兒給予己烯雌酚不是構(gòu)建AM小鼠模型較佳的方法。
手術(shù)誘導(dǎo)的子宮腺肌病模型
垂體移植
異位垂體移植通過增加局部PRL水平以誘導(dǎo)AM小鼠模型，異位垂體移植的小鼠接受溴隱亭干預(yù)可抑制PRL的釋放，降低AM發(fā)病率。據(jù)報道雌激素可進一步增加異位垂體移植小鼠的PRL釋放，接受垂體移植的小鼠在卵巢切除的情況下未發(fā)生AM，表明雌激素在PRL誘導(dǎo)的AM模型中起著重要作用。有學(xué)者通過無創(chuàng)垂體移植法成功建立AM大鼠模型。Wistar雌性大鼠麻醉和常規(guī)消毒后，利用自主研發(fā)的工具經(jīng)“陰道-宮頸”的途徑進行垂體移植，首先將窺器固定器置入大鼠陰道固定，套管經(jīng)雌鼠宮頸插入一側(cè)子宮，然后將提前準(zhǔn)備好的雄性垂體從套管口放入，利用推龍將垂體緩慢推入，再退出推芯、套管和窺器。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與開腹手術(shù)的垂體移植法比較，模型成功率相當(dāng)，且能大大降低腹腔感染導(dǎo)致死亡的現(xiàn)象，無創(chuàng)垂體移植法構(gòu)建AM大鼠模型操作簡單易行、死亡率低、模型成功率高，值得進一步推廣。
機械損傷和熱損傷
醫(yī)源性子宮手術(shù)如刮宮術(shù)和人工流產(chǎn)可增加晚年患AM的風(fēng)險。子宮內(nèi)膜-肌層交界區(qū)（endometrial-myometrial interface，EMI）反復(fù)創(chuàng)傷可能導(dǎo)致子宮肌層結(jié)構(gòu)性減弱，促進子宮內(nèi)膜內(nèi)陷或侵入EMI，然后進入子宮肌層?；诖耍袑W(xué)者提出物理損傷或創(chuàng)傷引起EMI破壞進而導(dǎo)致AM發(fā)生的假設(shè)。研究表明，Balb/C小鼠和C57小鼠在經(jīng)歷機械誘導(dǎo)和熱誘導(dǎo)EMI破壞后發(fā)生AM。學(xué)者通過微導(dǎo)管引起一側(cè)子宮角動脈栓塞進行機械誘導(dǎo)及通過電凝干預(yù)進行熱誘導(dǎo)，或使用1/2英寸的針機械針刺（100次/cm）一側(cè)子宮宮腔以模擬醫(yī)源性EMI破壞。EMI破壞假說及其支持實驗數(shù)據(jù)強烈表明，醫(yī)源性子宮手術(shù)會增加發(fā)生AM的風(fēng)險，并且風(fēng)險與EMI損傷的嚴(yán)重程度或EMI破壞的數(shù)量呈正比。這些實驗不僅為支持EMI破壞學(xué)說提供了證據(jù)，而且還為AM建立了一個簡單而經(jīng)濟的動物模型。這一模型有助于揭示有醫(yī)源性子宮手術(shù)史的AM患者的發(fā)病機制。
人源性子宮腺肌病裸鼠模型
AM與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機制相似，有學(xué)者參考子宮內(nèi)膜異位癥裸鼠模型，通過移植AM患者病灶組織構(gòu)建AM裸鼠模型，結(jié)果表明腹腔種植AM病灶組織成功率高于皮下種植，其穩(wěn)定性良好，能模擬AM病灶在腹腔內(nèi)競爭生長的狀態(tài)以及腹腔微環(huán)境的變化，但無法復(fù)制AM患者生育力的損傷以及其子代的影響。
其他模型
在一些轉(zhuǎn)基因小鼠的子宮角中也觀察到AM的發(fā)生，如Dicer滅活突變小鼠、卵泡刺激素受體單倍體不足小鼠、Foxl2缺失小鼠以及前列腺素D2合成受損的小鼠。目前可用的子宮腺肌病轉(zhuǎn)基因小鼠模型有限，但這些模型為研究子宮腺肌病的發(fā)病機制提供了一些重要線索。未來的研究將進一步發(fā)展和優(yōu)化這些模型，以更好地理解子宮腺肌病的病理生理過程。
總結(jié)
AM病因復(fù)雜，病因不完全明確，完全模擬其復(fù)雜的體內(nèi)條件和全部病理特征仍具有很大挑戰(zhàn)性。在體外模型方面，原代細(xì)胞模型更接近真實情況，但受限于細(xì)胞來源和有限的增殖能力；細(xì)胞系模型具有較好的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，但可能無法完全復(fù)制人類AM的病理特征；類器官模型可模擬組織結(jié)構(gòu)和功能，但模型復(fù)雜性和成熟度仍存在挑戰(zhàn)；微系統(tǒng)模型提供更接近生理環(huán)境和組織結(jié)構(gòu)的模擬，但仍需進一步改進以模擬AM的多個方面。在體內(nèi)模型方面，自發(fā)模型、藥物誘導(dǎo)模型、手術(shù)誘導(dǎo)模型和基因鼠模型等各有其局限性，無法完全復(fù)制人類AM的疾病特征。因此，研究人員需要根據(jù)研究目的和需求綜合考慮選擇適合的模型，并將其結(jié)果與其他實驗和臨床數(shù)據(jù)相結(jié)合，以全面理解AM的發(fā)病機制和治療策略。
Source: 現(xiàn)代婦產(chǎn)科進展. 2024, 33 (10)，子宮腺肌病體內(nèi)外模型構(gòu)建研究進展；DOI: 10.13283/j.cnki.xdfckjz.2024.09.008
17312606166