子宫内膜过薄与生殖医学中的不孕密切相关，目前单纯的雌激素和再生医学治疗的结果并不令人满意。深圳大学吴松教授团队在Advanced Materials在线发表题为“A Dopamine-Modified Hyaluronic Acid-Based Mucus Carrying Phytoestrogen and Urinary Exosome for Thin Endometrium Repair”的论文（2024 Aug 8:e2407750），主要介绍了一种基于多巴胺（L-DOPA）修饰的透明质酸作为人工子宫粘液，联合搭载植物雌激素木豆素（CSA）和尿液来源外泌体（uEXO）用于薄型子宫修复（TE）。第一作者为该团队李晨晨博士，通讯作者为李广志研究员和吴松教授。
该研究构建了一种基于多巴胺（L-DOPA）修饰透明质酸的联合搭载植物雌激素木豆素（CSA）和尿液来源外泌体（uEXO）的人工粘液药物体系（CUEHD），用于TE治疗。在大鼠TE模型中，CUEHD的主要弹性行为和粘附性能保证了其在子宫腔内的长时间滞留，从而提供了优异的协同治疗效果和良好的生物安全特性。CUEHD治疗显著增加子宫内膜厚度，促进子宫内膜着床及活产率。分子机制可能是通过ER-NLRP3-IL1β和Wnt-βcatenin-TGFβ-smad信号通路之间的相互作用实现雌激素稳态、炎症抑制和子宫内膜再生，从而最终实现TE的修复。此外，研究还证明了来自人尿和脂肪组织来源的干细胞（ADSCs）和大鼠ADSCs外泌体的治疗潜力，表明了人工粘液系统可广泛使用。因此，该研究搭建了一个将植物雌激素和外泌体相结合的平台，对TE治疗具有重要意义。研究背景及研究思路薄型子宫内膜(TE)是一种常见的生殖系统疾病，严重影响妊娠。子宫内膜厚度、血流、炎症、雌激素及胶原稳态对改善TE及胚胎成功着床至关重要。1雌激素（E2）疗法是TE的常规治疗方法，但由于E2的水溶性较差，子宫内膜部位的药物浓度较低，因此此方案通常涉及高剂量雌激素的使用，存在诱发子宫内膜癌的风险。针对以上应用局限，研究人员致力于雌激素替代物的开发。植物雌激素是一类来源于天然植物的结构类似于哺乳动物雌激素的化合物，具有温和的类/抗雌激素作用，目前已经被应用于多种疾病的治疗，效果良好。4木豆素（CAS）是来源于豆科植物木豆叶中的一种植物雌激素，其化学结构类似于己烯雌酚（一种人工合成的非甾体类雌激素物质）。已有研究表明，CSA可以显著抑制植物雌激素（ER）α阳性乳腺癌，在缺血再灌注中发挥神经保护作用，在肝损伤中发挥保护作用，在多种炎症相关疾病中发挥显著的抗炎作用。以上前期研究提示了CSA与TE发病机制之间的相关性，因此，CSA对TE的改善作用值得进一步进行探究。外泌体可介导细胞间通讯，传递干细胞主导的组织再生相关信号，且不会引起免疫排斥。干细胞来源的外泌体已经被广泛应用于TE的修复，然而，干细胞分离、培养及外泌体收集过程繁琐，得率低，限制了其广泛应用。11相形之下，尿液来源的外泌体(uEXO)保证了安全无创的样本获取途径及更高的得率，且有研究表明尿液来源外泌体在遗传上与多种器官及上皮细胞等多种细胞类型紧密相关。因此，尿液外泌体的TE修复潜力值得进一步探究。基于以上研究基础，该研究将CSA与uEXO联合包载在多巴胺修饰的透明质酸(HA-DA)粘液载体中，从而构建得到一种用于TE修复的人工粘液药物体系（CUEHD）。
图1.CUEHD促进薄型子宫内膜修复CUEHD的制备与表征基于HADA搭载CSA与uEXO，首先对uEXO的制备及表征，结果提示，制备所得的uEXO在扫描电镜下呈现“杯子状”，粒径在150-200nm，免疫蛋白印记印证了外泌体标志物CD63, TSG101和CD9。流体动力学及扫描电镜结果提示粘液药物体系呈现出储存模量高于损失模量，冻干后的CUEHD呈现出疏松海绵孔状结构。
图2.CUEHD的制备与表征。（a）uEXO的制备流程；（b）uEXO冻干粉；（c）uEXO扫描电镜图；（d）uEXO粒径；（e）uEXO蛋白标志物；（f）HADA合成路线图；（g）CUEHD流体动力学测试；（h）CUEHD粘液制备及扫描电镜图。CUEHD改善TE的表征在形态层面，CUEHD可以将子宫内膜厚度由220μm增加到580μm，子宫内膜厚度接近于假手术组，显著增加的子宫内膜厚度和腺体数量，在形态学层面提示其改善作用。
图3.CUEHD改善子宫内膜形态。（a）实验流程；（b）治疗后的子宫形态实拍图；（c）H&E染色图；（d）Masson染色；（e）子宫内膜厚度定量统计；（f）腺体数量定量统计；（g）体重。在功能层面，CUEHD可以显著增加子宫内膜着床及活产率，囊胚数量及新生幼鼠数量接近假手术组（87.5%），在功能学层面提示其改善作用。
图4.CUEHD改善妊娠及活产率。（a）实验流程；（b）治疗后的子宫着床囊胚形态实拍图；（c）囊胚数量统计；（d）新生幼鼠哺乳期内实拍图；（e）新生幼鼠哺乳期内数量统计；（f）体重；（g-i）着床相关标志物测定。小结CUEHD治疗体系保证了CSA与uEXO的缓慢释放及稳定持久的药效作用，且具有良好的生物安全性。CUEHD在形态层面可以显著增加子宫内膜厚度及腺体数量；在功能层面可以显著增加子宫内膜着床及活产率。CUEHD改善TE的分子机制可能是通过ER-NLRP3-IL1β和Wnt-βcatenin-TGFβ-smad信号通路之间的相互作用实现雌激素稳态、炎症抑制和子宫内膜再生，从而最终实现TE的修复。本研究联合应用来源广泛的植物雌激素和外泌体应用于TE的修复治疗，对相关药物体系的开发及疾病治疗具有重要意义。参考文献：A Dopamine-Modified Hyaluronic Acid-Based Mucus Carrying Phytoestrogen and Urinary Exosome for Thin Endometrium Repair, Adv Mater. 2024 Aug 8:e2407750. doi: 10.1002/adma.202407750.
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