本文的作者是来自波兰波兹南生命科学大学生物技术与食品微生物学系的Agata Gołąbek-Grenda和Anna Olejnik（通讯作者），论文于2022年发表在《Cellular Signalling》期刊的第97卷上。该文的主题是子宫内膜异位症（endometriosis）的体外建模，特别关注于模拟异位内膜病灶及其复杂微环境所面临的挑战与近年来的进展。本文是一篇综述文章，旨在系统性地梳理和总结当前用于子宫内膜异位症研究的各类体外实验模型，并评估它们在模拟疾病病理生理机制、筛选潜在治疗靶点方面的应用价值与发展潜力。

综述的核心要点：子宫内膜异位症微环境的复杂性及其建模挑战 文章开篇即强调，子宫内膜异位症是一种在育龄女性中高发的慢性疾病，其定义为子宫内膜样组织在子宫腔外生长。文章指出，异位内膜病灶存在于一个由上皮细胞、间质细胞、内皮细胞、腺细胞及免疫细胞等多种成分相互作用形成的独特微环境中，该环境以炎症、血管生成和内分泌信号为主导。当前研究致力于理解这种复杂微环境与不同疾病阶段、表型及症状的关系，并开发新的诊断和治疗策略。然而，重现其病理生理机制并找到评估药物疗效的临床相关指标，对实验模型构成了巨大挑战。因此，本文的主要目标就是全面总结现有的体外实验系统，探讨它们如何反映子宫内膜异位症的多因素本质。

回顾了子宫内膜异位症“病灶微环境”的细胞与分子构成 文章在第二部分详细剖析了构成“子宫内膜异位症微环境”的各种细胞类型及其作用，这是建立有效模型的知识基础。 * 内膜上皮与间质细胞：它们是异位病灶的主要结构细胞。与正常子宫内膜相比，异位内膜间质细胞表达类固醇生成相关蛋白（STAR）和芳香化酶，导致局部雌激素（E2）合成增加。同时，其雌激素受体β（ERβ）异常升高而孕激素受体（PR）降低，形成孕激素抵抗。这导致雌激素局部浓度异常增高，并通过前列腺素E2（PGE2）形成正反馈循环，促进炎症和病灶进展。上皮细胞也通过激活干扰素基因刺激因子（STING）通路参与炎症环境构建。 * 免疫细胞群： * 巨噬细胞：在患者腹腔液和内膜中数量增加，且功能失调。其特征是促炎因子（如TNF-α， IL-6， IL-1β）分泌增加，但吞噬清除异位内膜碎片的能力下降。微环境中的多种趋化因子（如MCP-1， RANTES， Fractalkine）会募集巨噬细胞并使其极化为具有抗炎、促修复特性的M2型，这反而有利于异位病灶的存活和生长。巨噬细胞还与神经纤维相互作用，可能参与疼痛的发生。 * 中性粒细胞：在晚期患者腹腔液中数量增加，分泌VEGF、IL-8等因子，支持疾病进展和慢性炎症。 * 自然杀伤（NK）细胞：细胞毒性功能减弱，导致对异位内膜碎片的清除能力下降，促进其植入。 * 树突状细胞：数量减少，且特定亚群（MR+ BDCA1+）可能通过分泌IL-6和IL-1β促进免疫逃逸。 * T淋巴细胞与B淋巴细胞：Th1/Th2平衡向Th2偏移，同时具有促炎作用的Th17细胞和具有免疫抑制作用的调节性T细胞（Tregs）增加。B淋巴细胞则可能通过产生自身抗体参与疾病过程。这些变化共同营造了一个免疫抑制和慢性炎症的环境。 * 腹膜间皮细胞：覆盖腹膜表面的上皮样单层细胞。研究发现，经血逆流可诱导间皮细胞发生上皮-间质转化（EMT），使其形态和功能改变，从立方状变为柱状，并失去紧密连接，这为内膜细胞的粘附和侵入创造了条件。此外，来自子宫内膜异位症患者的腹膜间皮细胞表现出从线粒体呼吸向糖酵解的代谢转换，这种代谢重编程与肿瘤微环境类似，可能促进病灶的形成和存活。 * 干细胞：子宫内膜具有强大的再生能力，这归功于其内的干细胞/祖细胞群。Sampson经血逆流理论认为，这些干细胞可能随经血逆流至腹腔，并在那里启动病灶形成。异位病灶中确实发现了具有干性标记物（如SSEA-1， N-cadherin+）的细胞。此外，骨髓来源的干细胞也可能被募集至异位病灶并分化为内膜细胞类型。

系统梳理了用于子宫内膜异位症研究的体外模型体系 文章的第三和第四部分是核心，详细介绍了从简单到复杂的各类体外模型，并分析了各自的优缺点（如图2所示）。 * 患者来源的组织、体液与细胞：这是研究的基础材料，包括从手术中获取的异位和正常位置（在位）内膜组织活检样本，以及血液、腹腔液、月经流出物等体液。文章提到了世界子宫内膜异位症研究基金会（WERF）的标准化项目（EPHect），旨在规范样本采集流程以提高研究的可重复性和多中心合作的可能性。 * 原代细胞培养：直接从异位或正常位置内膜组织中分离培养上皮细胞和间质细胞。原代细胞能较好地保留体内的表型和功能，是研究疾病发生机制的重要工具。但其寿命有限，且培养物可能混杂其他细胞类型（如间皮细胞、免疫细胞），需要严格的质控（如检测PAX2等内膜特异性标记物）。 * 细胞系模型：为了获得稳定、可重复的实验材料，研究者们建立了多种永生化细胞系。文章用表格1详细列举了这些细胞系： * 子宫内膜间质细胞系：如ST-T1b， sht290， T-HESC， KC02-44D， 它们通常通过导入人端粒酶逆转录酶（hTERT）获得永生，保留了部分对激素的反应能力和间质细胞标记（如波形蛋白Vimentin），常用于研究蜕膜化、细胞侵袭等过程。 * 子宫内膜上皮细胞系：如Ishikawa细胞（源于子宫内膜腺癌），虽然来源于肿瘤，但保留了正常内膜腺上皮的许多特性（如功能性激素受体），被广泛用作内膜上皮研究的模型。 * 子宫内膜异位症细胞系：这是模拟疾病的核心工具。例如，从腹膜异位病灶建立的12z（上皮样）和22b（间质样）细胞系，它们表达芳香化酶，具有侵袭性，并且基因表达谱与患者病灶中的发现相似。从卵巢异位囊肿建立的EEC16细胞系及其永生化衍生株（EEC16-TERT），为研究子宫内膜异位症相关卵巢癌的转化提供了独特模型。文章指出，细胞系虽然提供了均质、易得的实验对象，但可能因永生化过程而失去某些体内特性，且无法反映组织复杂的空间结构和细胞间相互作用。 * 异质性共培养模型：为了模拟体内不同细胞类型间的相互作用，研究者开发了多种共培养体系。 * 与免疫细胞的共培养：例如，将子宫内膜异位症上皮细胞（12z）与THP-1巨噬细胞共培养，证明异位细胞能通过分泌MCP-1募集巨噬细胞，而巨噬细胞又可分泌IL-6促进异位细胞迁移。此类模型用于研究免疫细胞如何影响病灶细胞的存活、增殖和侵袭。 * 与腹膜细胞的共培养：例如，使用LP9或MET-5A间皮细胞系与内膜细胞共培养，研究内膜细胞如何粘附并侵袭腹膜表面。研究发现转化生长因子-β1（TGF-β1）能增强这种粘附，而靶向间皮细胞糖酵解代谢的药物二氯乙酸（DCA）能抑制其支持内膜细胞增殖的能力。 * 与内皮细胞/间充质干细胞的共培养：用于研究病灶的血管生成。例如，将脂肪来源的间充质干细胞（AD-MSC）与内膜间质细胞共培养，其条件培养基能显著促进人脐静脉内皮细胞（HUVEC）形成管状结构，提示间充质细胞在病灶血管化中起支持作用。 * 三维（3D）模型：这是近年来发展的更先进的模型，旨在更好地模拟体内的三维结构和细胞外基质（ECM）环境。 * 球体（Spheroids）：细胞在低附着培养条件下自聚集形成球状结构。文章提到，将内膜间质细胞与12z细胞共同培养形成的球体，可用于研究细胞迁移和基质重塑。 * 类器官（Organoids）：由干细胞或祖细胞在特定基质中培养衍生出的三维结构，能自我组织并模拟来源组织的结构和功能。文章简要提及，利用内膜活检组织可以培养出再现内膜组织特征的类器官，这是极具潜力的疾病建模和药物筛选平台。 * 微流控（Microfluidics）与生物打印（Bioprinting）：这些是前沿技术。微流控芯片可以精确控制流体和营养输送，模拟血管和组织的动态微环境。生物打印则可以将细胞和生物材料按预设结构精确堆叠，构建具有特定几何形状和细胞组成的复杂组织模型。文章指出，这些基于自组织和受控组装原理的3D系统，特别是结合了微流控或生物打印技术的方法，正在成为模拟子宫内膜异位症复杂行为、进行药物筛选和医学发现的新兴手段。

本文的学术价值与意义 这篇综述的系统性与前瞻性是其核心价值所在。它不仅为子宫内膜异位症领域的研究者提供了一份详尽的“模型工具目录”，清晰地展示了从传统2D培养到先进3D系统的技术演进路径，更重要的是，它建立了一个从理解疾病复杂微环境到选择和开发相应体外模型的清晰逻辑框架。文章强调，基础研究模型（如细胞系、简单共培养）有助于解析月经内膜粘附、侵袭和定植于异位部位的基本病理机制；而高级模型（如3D类器官、微流控系统）则旨在应对关键挑战，通过模拟异位病灶的复杂行为，为药物筛选和医学发现提供更贴近临床的途径。

文章的另一个重要贡献在于，它突出了跨学科技术（如组织工程、微流控、生物打印）在妇科疾病研究中的巨大应用潜力。通过将子宫内膜异位症定位为一个涉及异常细胞生态位（Niche）的疾病，文章呼吁并展望了未来模型的发展方向：即整合多种细胞类型（上皮、间质、免疫、内皮、神经）、重现物理化学微环境（ECM成分、流体剪切力、氧梯度）、并实现长期动态观察。这不仅对阐明子宫内膜异位症的发病机制至关重要，也为开发能有效缓解症状且副作用更小的新型疗法提供了强大的临床前研究平台。

这篇由Gołąbek-Grenda和Olejnik撰写的综述，是子宫内膜异位症体外建模领域一篇里程碑式的文章。它既是对过去研究成果的全面总结，也是对未来研究方向的积极引领，对于推动该疾病的基础与转化研究具有重要的参考价值和指导意义。