多囊卵巢綜合征患者卵泡液中分子異常的研究進展

趙鴻娟，王煜，王麗巖，陳秀娟＊

（1.內蒙古醫科大學研究生院，呼和浩特 010050；2.內蒙古醫科大學附屬醫院生殖中心，呼和浩特 010050）

多囊卵巢綜合征（PCOS）是育齡期婦女最常見的內分泌紊亂性疾病，是導致女性不育的主要原因之一，發病率高達5%～12%［1］。近年研究結果提示，卵泡液中分子表達的異常改變可能與PCOS患者的排卵障礙相關。

一、卵泡發育的內分泌調控

生理狀態下卵泡的生長發育在多種激素的調控下精細有序地進行，參與調控的激素包括雌激素、雄激素、卵泡刺激素（FSH）和黃體生成素（LH）等。其中雄激素可以促進早期卵泡的生長發育，而且參與卵泡募集；FSH 在竇卵泡期也起到募集卵泡的作用，且與其受體結合激活顆粒細胞芳香化酶活性，促進雄激素向雌二醇轉化；LH 與其受體結合促進卵泡膜細胞合成雄激素；雌激素促進卵泡的生長和分化，抑制早期竇狀卵泡和竇前卵泡顆粒細胞凋亡，協同FSH 支持LH 調節卵泡的分泌功能，促進卵泡發育。

PCOS患者呈雄激素占優勢、高LH 水平狀態，其持續性高雄激素水平妨礙形成優勢卵泡，但是卵巢內的小卵泡仍能分泌相當于早卵泡期水平的雌二醇，加上外周血由雄烯二酮轉化的雌酮增多，由此形成的大量雌酮和一定水平的雌二醇，正反饋于下丘腦及垂體產生LH，使其分泌幅度及頻率增加，致LH 呈 持 續 高 水 平［2］。而Franks 等［3］研 究 發 現，PCOS患者高LH 水平可抑制FSH 分泌，使顆粒細胞功能異常。此外，目前IVF中對于卵巢低反應患者經常會采用脫氫表雄酮（DHEA）治療后再進入周期，DHEA 是合成雄激素并進一步轉化為雌激素的前體物質，而雄激素可誘導顆粒細胞FSH 受體的生成而促進卵泡募集，使可募集的卵泡數目增加。隨著卵泡內雄激素含量增加，顆粒細胞分泌抗苗勒管激素、抑制素B等均升高［4］。DHEA 的作用原理并未明確，對于DHEA 應用于改善PCOS患者排卵障礙的研究少見，需深入研究。

二、PCOS患者卵泡液中的分子異常改變

1.抗苗勒管激素（AMH）：目前普遍認為PCOS主要病理生理改變之一是卵泡成熟障礙。AMH 是屬于轉化生長因子超家族成員的二聚體糖蛋白，僅在性腺產生，最初發現AMH 由雄性胚胎睪丸的未成熟Sertoli細胞分泌，具有使雄性胚胎苗勒氏管退化的作用。AMH 可用來指導PCOS患者促排卵治療用量的預測［5］。AMH 缺失小鼠的血漿FSH 值較低，但生長卵泡數仍增加，推測AMH 缺失時卵泡對FSH 的敏感性增加，故AMH 可能通過降低卵泡對FSH 反應性來抑制優勢卵泡的選擇［6］。隨著卵泡的生長發育，AMH 表達降低，抑制作用得以解除，卵泡繼續生長發育。由此可以推測，PCOS患者顆粒細胞過度表達AMH，從而降低顆粒細胞對FSH 的敏感性抑制卵泡生長發育，最終導致無排卵。陳薪等［7］發現行IVF-ET 治療的PCOS患者取卵日血清及卵泡液AMH 水平能預測PCOS患者的IVF促排卵結果，但同時發現妊娠組患者卵泡液中AMH 水平顯著高于非妊娠組；而李瑩等［8］研究發現PCOS患者卵泡液中AMH 的表達水平明顯高于正常婦女組，但不能預測促排卵的最終獲卵數，這可能與患者組間差異、促排卵方案及研究方法等不同有 關；Mashiach 等［9］也 認 為PCOS 患 者 卵 泡 液 中AMH 與受精及妊娠無相關性。PCOS患者卵泡液中AMH 表達與妊娠相關性有待于進一步研究。

2.抑制素B（INHB）：抑制素是轉化生長因子β超家族的成員，在生殖系統，INHB可以抑制垂體前葉合成FSH，也對促性腺激素釋放激素對自身受體的上調產生抑制作用，從而對生殖活動產生影響。FSH 能促進顆粒細胞分泌INHB，INHB與PCOS的發病有一定的關聯［10］。就目前研究進展看來，INHB參與PCOS的發病可能的關聯是，在正常情況下，FSH 的刺激促進卵泡逐漸成熟，同時雌激素濃度增加，升高的雌激素又進一步增加卵泡攝取FSH，使某一卵泡產生更多的雌激素，從而成為優勢卵泡，而PCOS患者過多的竇卵泡分泌INHB增多，抑制FSH的合成與分泌，是卵泡生長受阻，及過早閉鎖，形成多囊卵巢；INHB也可直接刺激卵泡膜細胞生物合成雄激素［11］，PCOS患者雄激素積累且雌激素產生受抑制，優勢卵泡形成障礙，導致患者長期無排卵。也有研究發現INHB水平降低的婦女卵巢儲備功能下降，從而可能影響IVF-ET的臨床妊娠率［12］。

3.血管內皮生長因子（VEGF）、胰島素樣生長因子（IGF）：VEGF是一種雙鏈糖蛋白，能參與維持卵巢的正常功能。婦女正常生理周期中，隨卵泡的發育VEGF的表達逐漸增加，但在始基卵泡和閉鎖卵泡中無表達。Babitha等［13］認為水牛卵泡液中的VEGF有助于卵泡周圍的毛細血管增生，進而影響了排卵前卵泡的生長、選擇及成熟。Karimzadeh等［14］發現PCOS大鼠卵泡膜上VEGF 較正常對照表達升高，推測VEGF 的高表達與PCOS 的發病相關。

IGF是一種與胰島素結構和功能都相似的單鏈堿性蛋白，目前已知有IGF-I 和IGF-Ⅱ兩種。IGF-I可促進糖吸收，PCOS患者因高胰島素使IGFI升高而影響卵泡的發育。Kafi等［15］發現單峰駝卵母細胞成熟的最后階段是隨著卵泡液中逐漸升高的孕激素、IGF-I聯合恒定的高水平的E2而促進卵母細胞正常超微結構的改變。在正常優勢卵泡的卵泡液中IGF-Ⅱ的mRNA 及相應蛋白質大量存在，而在PCOS患者卵泡及正常卵巢的小竇狀卵泡中則少量表達，Kaur等［16］研究中PCOS 患者顆粒細胞中高表達的IGF2R 聯合高胰島素，上調VEGF 的表達，通過影響血管增生而對卵泡發育產生作用，胰島素與LH 協同也會增加VEGF的表達，而PCOS患者存在高LH 水平，所以對疾病產生更大影響。Tal等［17］發現PCOS大鼠中可能存在促進血管生成失調機制。因此我們可以考慮把通過抑制血管內皮生長因子而恢復PCOS患者卵巢功能作為一個新的研究出發點。

4.骨形態發生蛋白15（BMP-15）、生長分化因子-9（GDF-9）：BMP-15和GDF-9是轉化生長因子β家族的兩個成員，主要由卵母細胞產生，通過旁分泌作用調節周圍顆粒細胞的多種功能，兩者可促進卵泡的形成與發展，同時在卵丘膨脹中也發揮重要作用［18］。其功能異常可能導致卵泡發育障礙。有學者對82例PCOS患者與56例對照研究發現，PCOS患者顆粒細胞、卵母細胞及黃體中GDF-9的表達均下調［19］，而de-Resende等［20］研 究 發 現BMP-15 和GDF-9在PCOS患者卵母細胞中表達與對照相比明顯升高，而且與雄激素正相關，與孕酮呈負相關，PCOS過高的BMP-15和GDF-9可能抑制孕酮的產生，防止卵丘細胞過早黃素化。Wei等［21］發現PCOS患者卵母細胞中BMP-15和GDF-9的表達經過促排卵后呈正常水平，而在卵丘細胞中表達低于正常組，推測這可能與PCOS患者卵母細胞發育潛能低下相關。但研究所用的細胞都經過促排卵，能否真實反映疾病與因子表達的關聯情況需進一步研究。隨著對BMP-15和GDF-9的認識加深，可以在兩者參與PCOS發病的調節機制、與其他內分泌因子之間相互作用及其與體外受精臨床結局的領域等方面進一步探討。

5.MicroRNAs（miRNAs）的表達：miRNAs是一組小的、非編碼核糖核苷酸，大約由22個核苷酸組成，具有物種間的高度保守性，主要通過與靶基因特殊位置相結合，從而激活特殊的細胞通路，最終達到調節基因表達的功能。miRNA 在雌性生殖系統表達豐富，如子宮、輸卵管、卵巢等，參與生殖相關的一系列過程，與雌性生育功能的正常發揮密切相關［22］。Dicer酶是miRNA 生物合成的關鍵酶，敲除卵母細胞的Dicer基因后形成的小鼠胚胎不能存活［23］；Donadeu等［24］在排卵和無排卵的母馬卵泡液miRNA 表達譜中發現，在無排卵卵泡中表達上調。Lin等［25］在對豬卵泡液顆粒細胞研究中發現，miR-26B在卵泡閉鎖期間上調，通過毛細血管擴張性共濟失調突變基因（ATM）促進豬顆粒細胞凋亡，表明這些基因可能與卵泡的成熟有關。Roth等［26］研究發現miR（32，34c，135a，18b和9）在PCOS患者卵泡液中表達上調，此基因參與胰島素的調節和炎癥反應，miR-320 與miR-132 表達未見明顯異常，而Sang等［27］發 現PCOS 患 者 卵 泡 液 中miR-320 和miR-132表達下調，而也有研究發現兩者在PCOS患者卵泡液中表達上調［28］，這可能與促排卵方案、卵泡液的選取、研究人群的種族、研究方法及控制變量的不同等有關，需要進一步研究驗證。

6.其他相關因子：干細胞因子（SCF）與轉化生長因子βl（TGF-β1）都是具有廣泛生物學功能多肽類多功能細胞生長因子。目前研究提示PCOS中高水平的SCF可能誘導多個原始卵泡增殖發育，使竇前卵泡發育的數目增多［29］，故在促排卵過程中能得到較多的卵母細胞而形成較多的胚胎。孫麗君等［30］研究說明TGF-β1 在由竇卵泡順利發育成卵母細胞，進而形成優質胚胎并最終在妊娠過程中發揮重要的作用，卵泡液內高水平的TGF-β1 對于PCOS患者卵泡的發育及成功妊娠也起到非常重要的作用。

腦源性神經營養因子（BDNF）是一種神經營養因子，近來發現BDNF表達于初級和次級卵泡的顆粒細胞及竇狀卵泡的卵丘顆粒細胞中，通過旁分泌或自分泌的方式與酪氨酸激酶受體B（TrkB）結合后，調控卵巢內體細胞和生殖細胞的生長、分化和細胞間的相互作用，對卵泡的發育與成熟發揮作用［31］。Dissen等［32］發現幼鼠卵母細胞中有TrkB的表達，BDNF 通過與TrkB 結合來調節卵母細胞成熟。組織蛋白酶D（cathepsin D，cath-D）是凋亡機制中一種重要的基因，在PCOS患者卵巢組織中表達降低，可能參與高雄激素導致卵泡發育障礙的調控機制［33］。

三、結語

PCOS患者體內復雜的內分泌及代謝環境影響了卵泡的發育及成熟，降低了其受孕率，其病理生理不能就單一的方面進行概括，涉及婦科學及內分泌學等方面。目前，對PCOS患者卵泡液的研究多數局限在分子表達水平異常層面，且部分研究結果存在矛盾，而導致不孕具體機制的研究有限，需深入探討，隨著分子技術的發展，通過干預卵泡液中的相關因子的表達，促進卵泡的正常發育成熟，將會為不孕癥的臨床治療提供強有力的幫助。

［1］ Franks S.Polycystic ovary syndrome［J］.N Engl J Med，1995，333：853-861.

［2］ 謝幸，茍文麗 主編.婦產科學［M］.第8版.北京：人民衛生出版社，2013：360-361.

［3］ Franks S，Stark J，Hardy K.Follicle dynamics and anovulation in polycystic ovary syndrome［J］.Hum Reprod Update，2008，14：367-378.

［4］ Nielsen ME，Rasmussen IA，Kristensen SG，et，al.In human granulosa cells from small antral follicles，androgen receptor mRNA and androgen levels in follicular fluid correlate with FSH receptor mRNA［J］.Mol Hum Reprod，2011，17：63-70.

［5］ K?ninger A，Sauter L，Edimiris P，et al.Predictive markers for the FSH sensitivity of women with polycystic ovarian syndrome［J］.Hum Reprod，2014，29：518-524.

［6］ 張奕暉，崔毓桂，千日成.抗苗勒管激素在卵泡及卵母細胞發育中的作用［J］.生殖醫學雜志，2013，22：210-213.

［7］ 陳薪，尹敏娜，葉德盛，等.血清與卵泡液抗苗勒氏管激素對多囊卵巢綜合癥患者體外受精-胚胎移植臨床結果的預測價值［J］.南方醫科大學學報，2013，33：546-549.

［8］ 李瑩，聶明月，方穎，等.多囊卵巢綜合征患者控制性超促排卵過程AMH 和INHB濃度變化的臨床研究［J］.首都醫科大學報，2014，35：402-406.

［9］ Mashiach R，Amit A，Hasson J，et，al.Follicular fluid levels of anti-Mullerian hormone as a predictor of oocyte maturation，fertilization rate，and embryonic development in patients with polycystic ovary syndrome［J］.Fertil Steril，2010，93：2299-2302.

［10］ Hendrix AO，Hughes CL，Selgrade JF.Modeling Endocrine Control of the Pituitary-Ovarian Axis：Androgenic Influence and Chaotic Dynamics［J］.Bull Math Biol，2014，76：136-156.

［11］ Lockwood GM，Muttukrishna S，Ledger WL.Inhibins and activins in human ovulation，conception and pregnancy［J］.Hum Reprod Update，1998，4：284-295.

［12］ Urbancsek J，Hauzman EE，Murber A，et al.Serum CA-125 and inhibin B levels in the prediction of ovarian response to gonadotropin stimulation in in vitro fertilization cycles［J］.Gynecol Endocrinol，2005，21：38-44.

［13］ Babitha V，Panda RP，Yadav VP，et al.Amount of mRNA and localization of vascular endothelial growth factor and its receptors in the ovarian follicle during estrous cycle of water buffalo（Bubalus bubalis）［J］.Anim Reprod Sci，2013，137：163-176.

［14］ Karimzadeh L，Nabiuni M，Kouchesfehani HM，et al.Effect of bee venom on IL-6，COX-2and VEGF levels in polycystic ovarian syndrome induced in Wistar rats by estradiol valerate［J］.J Venom Anim Toxins Incl Trop Dis，2013，19：32.

［15］ Kafi M，Mesbah SF，Davoodian N，et al.Fine structures of the oocyte in relation to serum，follicular fluid steroid hormones and IGF-I in the ovulatory-sized follicles in onehumped camel（Camelus dromedarius）［J］.Avicenna J Med Biotechnol，2014，6：57-61.

［16］ Kaur S，Archer KJ，Devi MG，et al.Differential gene expression in granulosa cells from polycystic ovary syndrome patients with and without insulin resistance：identification of susceptibility gene sets through network analysis［J］.J Clin Endocrinol Metab，2012，97：E2016-E2021.

［17］ Tal R，Seifer DB，Grazi R V，et al.Angiopoietin-1 and angiopoietin-2 are altered in polycystic ovarian syndrome（PCOS）during controlled ovarian stimulation［J］.Vascular Cell，2013，5：18.

［18］ Myllymaa S，Pasternack A，Mottershead DG，et al.Inhibition of oocyte growth factors in vivo modulates ovarian folliculogenesis in neonatal and immature mice ［J］.Reproduction，2010，139：587-598.

［19］ Wei LN，Liang XY，Fang C，et al.Abnormal expression of growth differentiation factor 9and bone morphogenetic protein 15in stimulated oocytes during maturation from women with polycystic ovary syndrome［J］.Fertil Steril，2011，96：464-468.

［20］ de Resende LOT，Vireque AA，Santana LF，et al.Single-cell expression analysis of BMP15and GDF9in mature oocytes and BMPR2in cumulus cells of women with polycystic ovary syndrome undergoing controlled ovarian hyperstimulation［J］.J Assist Reprod Genet，2012，29：1057-1065.

［21］ Wei LN，Li LL，Fang C，et al.Inhibitory effects of controlled ovarian stimulation on the expression of GDF9and BMP15in oocytes from women with PCOS［J］.J Assisted Reprod Genet，2013，30：1313-1318.

［22］ Carletti MZ，Christenson LK.MicroRNA in the ovary and female reproductive tract［J］.J Anim Sci，2009，87：E29-38.

［23］ Bernstein E，Kim SY，Carmell MA，et al.Dicer is essential for mouse development［J］.Nat Genet，2003，35：215-217.

［24］ Donadeu FX，Schauer SN.Differential miRNA expression between equine ovulatory and anovulatory follicles［J］.Domest Anim Endocrinol，2013，45：122-125.

［25］ Lin F，Li R，Pan ZX，et al.miR-26bpromotes granulosa cell apoptosis by targeting ATM during follicular artesian in porcine ovary［J／OL］.PloS one，2012，7：e38640.

［26］ Roth LW，McCallie B，Alvero R，et al.Altered microRNA and gene expression in the follicular fluid of women with polycystic ovary syndrome［J］.J Assist Reprod Genet，2014，31：355-362.

［27］ Sang Q，Yao Z，Wang H，et al.Identification of microRNAs in human follicular fluid：characterization of microRNAs that govern steroidogenesis in vitro and are associated with polycystic ovary syndrome in vivo［J］.J Clin Endocrinol Metab，2013，98：3068-3079.

［28］ Yin M，Wang X，Yao G，et al.Transactivation of microRNA-320by microRNA-383regulates granulosa cell functions by targeting E2F1and SF-1proteins［J］.J Biol Chem，2014，289：18239-18257.

［29］ Reynaud K，Cortvrindt R，Smitz J，et al.Effects of Kit Ligand and anti-Kit antibody on growth of cultured mouse preantral follicles［J］.Mol Reprod Dev，2000，56：483-494.

［30］ 孫麗君，孫慧霞，錢秋然，等.PCOS 患者血清及卵泡液中SCF、TGF-βl水平與PCOS發病及IVF結局的關系［J］.中國優生與遺傳雜志，2012，20：111-120.

［31］ Anderson RA，Bayne RA，Gardner J，et al.Brain-derived neurotrophic factor is a regulator of human oocyte maturation and early embryo development［J］.Fertil Steril，2010，93：1394-1406.

［32］ Dissen GA，Garcia-Rudaz C，Ojeda SR.Role of neurotrophic factors in early ovarian development［J］.Semin Reprod Med，2009，27：24-31.

［33］ 金敏，蔡婕，胡燕軍，等.CathpsinD在PCOS卵巢組織中的表達研究［J］.浙江大學學報（醫學版），2007，36：429-432.