微环境重塑促进子宫内膜基质干细胞长期植入及薄型子宫内膜再生研究

薄型子宫内膜（TE）因干细胞植入率低导致治疗效果受限。本研究通过免疫抑制（CD47 mRNA）联合血管重建（VEGF mRNA）策略改造干细胞微环境，显著提升自体子宫内膜基质干细胞（eSSC）植入率，并利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示其通过自我更新与分化促进组织修复，为TE治疗提供新思路。

在辅助生殖领域，薄型子宫内膜（Thin Endometrium, TE）犹如一片贫瘠的土壤，难以支撑胚胎的着床与生长，成为导致女性不孕的重要因素之一。这种状况常源于宫腔操作造成的损伤，使子宫内膜基底层受损，自我修复能力下降。尽管利用组织驻留干细胞——特别是子宫内膜基质干细胞（endometrial Stromal Stem Cells, eSSC）——进行子宫内膜重建被视为一种充满希望的治疗策略，但临床转化的道路却布满荆棘，其中最关键的障碍在于移植的干细胞在受损的子宫环境中存活率低、难以稳定植入（engraftment），其背后的作用机制也如同一团迷雾，阻碍了疗法的优化。

为了解决这一难题，来自中国科学技术大学的研究团队在《Molecular Therapy》上发表了一项创新性研究。他们独辟蹊径，不再仅仅聚焦于干细胞本身，而是将目光投向了决定干细胞命运的“家园”——干细胞微环境（niche）。研究者们提出假设：TE的病理微环境（表现为免疫过度激活和血管生成不足）是导致eSSC移植失败的根本原因。因此，若能重塑这个微环境，使其变得“友好”，或许就能为干细胞的定居和功能发挥创造有利条件。

为了验证这一设想，研究人员首先在大鼠TE模型中确认，移植的自体eSSSCs确实生存状况不佳，而其周围的微环境呈现出明显的免疫细胞激活和血管网络稀疏的特征。这好比一块土地既缺乏养分（血管不足），又有害虫侵扰（免疫攻击），种子（干细胞）自然难以生根发芽。基于此发现，他们设计了一套组合拳式的“微环境改造”方案：一方面，通过使用免疫抑制剂或让eSSC过表达“别吃我”信号分子CD47的mRNA，来抑制局部的免疫排斥反应，为干细胞创造“安全区”；另一方面，通过让eSSC表达血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）的mRNA，主动促进移植区域的新血管生成，改善“养分”供应。

实验结果表明，这套协同策略取得了显著成功。与单纯移植eSSC相比，经过微环境改造后的eSSC移植组，其干细胞植入率大幅提升。更令人鼓舞的是，子宫内膜的病理结构得到明显改善，厚度增加，形态趋于正常，最终在功能层面体现为妊娠结局的优化。为了深入探究移植的eSSC是如何参与修复的，研究者采用了单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术这把“利器”，对修复后的子宫内膜组织进行了解析。分析结果揭示，成功植入的eSSC不仅能够进行自我更新，维持干细胞池，还表现出向子宫内膜基质细胞分化的能力，直接贡献于组织再生。这一发现从细胞命运层面阐明了eSSC的治疗机制。为了增强研究成果的临床转化潜力，团队还利用异种移植（xenotransplantation）模型，将人源的eSSC移植到免疫缺陷鼠的受损子宫内膜中，同样观察到了类似的积极结果，证明了该策略在不同物种间的潜在适用性。

这项研究的关键技术方法主要包括：建立大鼠薄型子宫内膜模型以模拟疾病状态；分离和鉴定自体子宫内膜基质干细胞（eSSC）；利用mRNA工程技术使eSSC过表达CD47和VEGF；通过组织学分析、免疫组化等方法评估子宫内膜修复和血管生成；运用单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析移植后细胞的转录组特征和命运；以及通过异种移植模型（使用人eSSC移植至免疫缺陷鼠）验证策略的跨物种适用性。

微环境缺陷导致eSSC移植失败

研究人员通过大鼠TE模型发现，受损的子宫内膜微环境存在显著缺陷，主要表现为免疫细胞浸润增加和血管密度降低。这种恶劣的微环境直接导致移植入的自体eSSC存活率低，植入困难，提示单纯的细胞补充疗法效果有限。

协同改造微环境提升eSSC疗效

针对微环境缺陷，研究团队设计了免疫调节（通过抑制剂或CD47 mRNA过表达）和促血管生成（VEGF mRNA过表达）的联合策略。实验证明，该协同方案能有效改善局部微环境，显著提高eSSC的植入率和存活时间，并促进子宫内膜厚度和腺体数量的恢复，最终改善模型的妊娠能力。

scRNA-seq揭示eSSC参与修复的细胞机制

通过单细胞RNA测序技术对修复后的组织进行分析，研究人员发现成功植入的eSSC群体具有异质性。部分细胞高表达干性基因，表明其具有自我更新能力；另一部分细胞则表达子宫内膜基质细胞的分化标志物，证明eSSC通过直接分化为功能细胞参与组织重建，明确了其治疗作用的细胞基础。

人源eSSC异种移植验证策略普适性

在免疫缺陷鼠模型中移植人源eSSC，并施加相同的微环境改造策略后，同样观察到了eSSC植入改善和组织再生的积极效果。这一发现表明，该治疗策略在不同物种间可能具有通用性，为后续临床研究提供了重要的临床前证据。

综上所述，本研究不仅证实了改善干细胞微环境是提升eSSC治疗TE效果的有效途径，还详细阐明了其作用机制。该研究创新性地将细胞治疗与微环境重塑相结合，为解决干细胞移植中普遍存在的低植入率问题提供了新思路。其重要意义在于，它超越了传统的“缺什么补什么”的细胞替代思路，转向“改造土壤以培育种子”的协同治疗策略，为包括薄型子宫内膜在内的多种组织损伤性疾病的再生医学治疗开辟了新的方向。论文所展示的CD47/VEGF mRNA工程化修饰自体干细胞的方案，也具有较强的临床转化潜力。