宫腔粘连让内膜变成盐碱地?Biofabrication:给内膜配上血管的微类器官,重新长好还能怀上娃


子宫内膜这层组织,每个月都会经历一次增厚、脱落、再生的循环。可一旦受到损伤——比如反复刮宫、宫腔手术或者感染——它就可能长出不正常的纤维瘢痕,把本该宽敞的宫腔粘成一片。医学上管这叫宫腔粘连,也叫Asherman综合征。带来的后果很直接:月经量锐减、反复流产,甚至彻底怀不上。

目前临床上最常用的办法是做宫腔镜下的粘连分离术,把瘢痕剪开。但问题是,术后复发率高达62.5%。剪了又粘,粘了再剪,陷入死循环。有没有办法让内膜自己“重新长出来”?

最近,浙江大学医学院附属邵逸夫医院张松英教授团队在Biofabrication上给出了一种新思路:用微流控技术做出自带血管的子宫内膜微类器官,移植到受损部位,让内膜真正实现再生。

微流控芯片造出带血管的微类器官

研究人员设计了一款T型微流控芯片,把子宫内膜上皮类器官、子宫内膜间质细胞和人脐静脉内皮细胞三种关键细胞一起封装进微小的水凝胶微球里。但问题来了:普通的水凝胶不能让内皮细胞乖乖长出血管。团队尝试了好几种配方,最终发现用基质胶、胶原和纤维蛋白原按7:2:1混合,内皮细胞就能自己组织起来,形成带有空心管腔的血管网络。三种细胞各就各位,存活率高,该有的细胞标志物一个不少。

图1 不同细胞组合对上皮类器官生长的影响

血管一到位,上皮长得好,激素响应也灵敏

把加了内皮细胞的版本跟只有上皮和间质细胞的版本放在一起比较,差别很明显:有血管的那一组,上皮类器官长得更大,细胞增殖也更活跃。单细胞测序结果显示,血管化微类器官里的NOTCH、VEGF、ANGPT等信号通路都上调了,细胞之间沟通更顺畅。

功能测试也让人满意。用雌二醇、环磷酸腺苷和甲羟孕酮联合处理,微类器官出现了典型的蜕膜化反应——糖原分泌增加,腺体变得扭曲,细胞核下方出现空泡,IGFBP1和PRL等蜕膜标志物大幅上升。反过来,如果用转化生长因子β刺激,微类器官里COL1A1和CCN2这些纤维化标志物就会升高,间质细胞中的FN1和α平滑肌肌动蛋白也明显增多。先给转化生长因子β再诱导蜕膜化,蜕膜标志物就下降了,而肿瘤坏死因子α这种炎症因子反而升高。这说明这套模型能很好地模拟纤维化环境对子宫内膜功能的破坏。

内皮细胞帮上皮扛住了缺氧这道难关

细胞移植到体内后,最先遇到的难题就是缺氧。研究者把血管化和非血管化的微类器官放到低氧环境下对比,结果血管化组的上皮细胞线粒体膜电位下降幅度更小,增殖能力保持得更好,凋亡细胞也更少。单细胞测序发现,非血管化组的间质和上皮细胞里富集了大量炎症和氧化应激相关的基因;而血管化组则上调了VEGFA等促血管生成的信号。培养液检测也证实,血管化组分泌的白细胞介素1β、白细胞介素17等促炎因子明显更低。

图2 低氧条件下内皮细胞对上皮的保护作用

移植到体内,内膜真的长好了,小鼠也能怀上孕

研究人员先把两种微类器官移植到小鼠皮下,4周后回收。血管化组的回收率明显更高,而且能维持正常的上皮形态,内部还形成了微血管网络。接下来是关键实验:用乙醇在小鼠子宫内制造内膜损伤模型,再把微类器官移植进去。结果血管化组小鼠的子宫内膜厚度和腺体密度都显著恢复,胶原瘢痕面积明显减少,效果优于非血管化组,跟人间充质干细胞移植效果相当甚至更好。免疫组化也证实,血管化组新生血管更多,炎症细胞更少。

最后看生育能力。血管化微类器官治疗组的小鼠妊娠率最高,受损子宫角里的胚胎着床数量也明显增加。这说明修复后的子宫内膜确实恢复了功能,能支持胚胎顺利着床和发育。

图3 血管化微类器官在体内修复子宫内膜并恢复生育力

总结

这项研究用微流控技术做出了自带血管的子宫内膜微类器官。跟传统模型相比,血管的存在不仅让上皮长得更好、激素响应更准,还大大增强了类器官抵抗缺氧的能力。移植到宫腔粘连的小鼠体内后,它能有效促进内膜再生、减少瘢痕、恢复生育力。这套方法为宫腔粘连的治疗提供了一个可行且有转化前景的新思路,也为子宫内膜相关疾病的研究搭建了更接近真实情况的体外模型。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Gu W, Dai Y, Zhao F, et al. A microfluidic-engineered vascularized endometrium micro-organoid platform for functional repair of intrauterine adhesion.Biofabrication. 2026;18(2):10.1088/1758-5090/ae4f26. Published 2026 Mar 18. doi:10.1088/1758-5090/ae4f26


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