新的体外3D模型代表多种细胞类型和/或组织层次,不仅有助于阐明生殖道内复杂生物过程的生理动态(例如调控卵泡发育、排卵、蜕膜化和癌症进展的过程),而且还改善个体化医学(Stejskalová等,2021)。特别是,在3D培养中生成的器官样结构可以充分模拟健康和疾病细胞-细胞和细胞-ECM天然组织相互作用,使其成为评估个体药物反应(用于癌症、子宫内膜异位症、痛经、激素失调或其他相关问题、细菌/病毒/真菌感染等)或植入潜力(Wei等,2021)的理想模型。然而,器官样模型,特别是子宫内膜样模型,存在一些未解决的问题,科学界已经开始并应该继续进行调查。其中,主要限制包括:缺乏具有基质和免疫组分的可扩展器官样系列;无法接触器官样腔道;缺乏与天然ECM成分的相互作用;以及与患者组织来源和培养处理相关的变异性。能够快速筛选各种体液(例如血液、腹水或胸腔积液、尿液)中的特定生物标志物、癌细胞、药物或卵母细胞的自动化“芯片上实验室”技术也可以有效可靠地改进未来的临床/治疗决策。由于芯片上的体内模型平台有模拟激素动态和全身性疾病(例如多囊卵巢综合征、糖尿病、癌症)的潜力,将其与器官样或器官培养和基于ECM的环境相结合,可以为遗传/表观遗传和药物动力学测试提供更强大的3D模型。

该领域仍有很多工作要完成,才能创建(并最终提供)完全人工的女性生殖系统。然而,对于人工卵巢(Krotz等,2010;Chiti等,2016;Sittadjody等,2017;Jafari等,2021;Yoon等,2021;Wu等,2022)、子宫(Souza等,2017;Ji等,2020;Li等,2021;Park等,2021)、宫颈(Arslan等,2015;De Gregorio等,2017;Zhao等,2020)和阴道(Orabi等,2017;Hou等,2021)的最新进展已经取得了有希望的进展。例如,开发更自然的激素替代疗法选项为缓解绝经相关问题提供了希望(Sittadjody等,2017;Yoon等,2021)。在制造可移植的组织和器官的竞赛中,3D生物打印目前发挥了一个低调的作用,在这篇综述中所包括的研究中仅占3%。具体而言,相对较新的技术、全球研究团队的有限可及性以及缺乏标准化的协议和技术可能会减缓其发展,使其成为一个有吸引力和必要的投资领域。目前对输卵管的生物工程研究较少,因为在辅助生殖诊所中可以绕过其功能。然而,最近的研究表明,芯片上的人工输卵管可以通过提供更真实的微环境大大改善体外受精和早期胚胎培养系统(Ferraz等,2018)。此外,这些解剖结构也是许多研究开发替代避孕方法的目标。其中,基于苯乙烯马来酸酐(Subramanian等,2019)和聚乙二醇(McLemore等,2005)的人工水凝胶已成功经过大鼠和兔子输卵管的测试,具有作为避孕手段的潜力。最后,我们指出在生殖生物工程领域需要更大的临床转化。尽管在临床前阶段已经提出了大量的建议,但在这篇综述中编纂的研究中,仅有5%是临床研究。在立法层面的进展、进行最佳程序的元分析以及实验室和医疗中心之间更强大的合作网络可能具有价值

翻译:New 3D in vitro models representing multiple cell types andor tissue layers are not only helping to elucidate the physiological dynamics of complex biological processes within the reproductive trac

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