研究人员成功开发出一种能够模拟子宫内膜再生过程的类器官模型。子宫内膜是子宫内壁的组织，在月经周期中会周期性脱落并重塑。该团队利用这些微型三维结构，模拟了此前难以观察到的组织修复过程，这有望为未来的组织更新和伤口愈合治疗策略提供重要信息。相关研究成果已于4月28日发表在《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）期刊上。

子宫内膜在月经脱落后能够实现无疤痕修复，这是一种独特的生理能力，但其具体机制一直是个未解之谜。该研究的共同作者、分子生物学家康斯坦丁娜·尼科拉科波卢（Konstantina Nikolakopoulou）指出，此前在实验室中复制这一过程非常困难，而在人体内进行研究又过于侵入性。她这项研究是在瑞士巴塞尔弗里德里希·米歇尔生物医学研究所（Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research）完成的。

加利福尼亚州诺瓦托巴克老龄化研究所（Buck Institute for Research on Aging）的进化生物学家迪娜·埃默拉（Deena Emera）评价道：“拥有一个可以进行实验的模型系统真是太棒了。”她认为，对子宫内膜修复机制的深入理解，不仅有助于科学家更好地认识子宫内膜异位症等妇科疾病，还可能为其他组织的再生研究提供重要启示。

实验室培育的组织模型

尼科拉科波卢团队开发的类器官，是在其前导师于2017年创建的模型基础上进一步完善的。在早期的模型中，研究人员从人体子宫内膜活检样本中分离出细胞类型，并将主要的子宫内膜组织类型——上皮细胞——与一种凝胶状膜混合。这种方法使得细胞能够自组织形成中空的球形结构，从而模拟子宫内膜的功能。

尼科拉科波卢及其团队将这一模型提升到新高度，成功在其细胞中模拟了月经周期。首先，他们用雌激素和孕激素处理类器官，这些激素是月经周期阶段转换的信号。随后，团队撤除了这些激素，这与人体卵巢活动导致激素自然下降的过程相符。在人体中，孕激素水平的降低会引发子宫内膜脱落，即月经。由于类器官中缺乏触发脱落的特定细胞类型，研究团队不得不使用移液器机械性地破坏组织，以模拟其退化过程。随后，他们观察到组织像人类子宫内膜一样，实现了再生。

尼科拉科波卢指出，目前的类器官模型相对简单，仅包含上皮细胞，而没有完整的微环境，例如免疫细胞、基质细胞和内皮细胞等多种细胞类型，以及氧气和血液等组分。她认为，最好是先“分解难题”，理解其基本机制，然后再逐步增加模型的复杂性。

管腔细胞的助推作用

此前对灵长类动物的研究曾表明，深层组织干细胞可能负责子宫内膜的更新。

然而，当尼科拉科波卢及其同事分析类器官脱落的组织时，他们发现管腔细胞（luminal cells）——另一种上皮细胞类型——也参与了这一过程。这些细胞位于子宫内膜表面，在怀孕前协助胚胎在子宫内膜着床。

研究团队还发现，这些管腔细胞表达一种名为 WNT7A 的基因，该基因已知在灵长类动物中支持组织再生。

对 WNT7A 基因的存在感到好奇，研究人员克隆了类器官，并利用基因编辑技术将其移除。他们发现，与原始类器官相比，缺乏 WNT7A 基因的克隆类器官的生长和存活潜力均受到损害。

此外，当他们分析少量人类子宫内膜样本时，也在子宫内膜重塑前检测到了管腔细胞的存在和 WNT7A 的表达，这进一步支持了管腔细胞及其表达的 WNT7A 基因在子宫内膜再生中的作用。

尼科拉科波卢表示，未来类器官发展的方向应是增加子宫微环境中细胞类型的复杂性。埃默拉也认同，拥有更多样化细胞类型的更高级类器官模型，将能够比目前团队采用的机械方法更准确地模拟组织分解过程。