甲狀腺激素調控卵泡發育的最新研究進展

蘇健 邢麗 杜曉琴 葉娟 陳燕 劉雪鷗

1天津市中心婦產科醫院 300052；2天津市醫學科學院血液病醫院 300020

甲狀腺是人體最大的內分泌腺，其分泌的甲狀腺激素（thyroid hormones，THs）對人體具有極其重要的作用，幾乎作用于人體的全部細胞，主要合成和分泌少量的3，5，3三碘甲腺原氨酸（triiodothyronine，T3）和甲狀腺素（四碘甲腺原氨酸）（thyroxine，T4）。THs參與機體的物質代謝、產熱、生長發育，還可參與維持其他系統的生理功能，對人體生長發育、組織和器官分化等至關重要［1］。生理狀態下人體THs維持在一個相對穩定的水平，過高或過低均會引起機體發生病理變化，THs可通過下丘腦-垂體-卵巢軸來影響人體內的促卵泡生成激素（FSH）、促黃體生成激素（LH）、雌二醇（E2）、催乳素等性激素的分泌，進而影響卵泡發育［2］。

1 卵泡發育

1.1 卵泡發育的各個階段 女性卵巢中卵泡的發育始于胚胎時期，卵巢在垂體周期性分泌的促性腺激素（gonadotropins，Gn）的影響下，每隔28 d左右有1個卵泡發育成熟并排出，左右卵巢不定期地交替排卵。一生中約排卵400～500個，其余卵泡均于不同年齡通過細胞凋亡的機制先后退化為閉鎖卵泡。卵泡發育是個連續的生長過程，一般可分為始基卵泡、竇前卵泡、竇狀卵泡和排卵前卵泡4個階段。竇前卵泡又分為初級卵泡和次級卵泡。而只有到次級卵泡階段時，卵泡生長發育所必需的幾種特異性受體才會在顆粒細胞上出現，即雄激素受體、卵泡刺激素受體、雌激素受體，卵泡內膜上出現了黃體生成素受體，竇前卵泡的次級卵泡階段才具備了FSH、LH作用的條件和合成性激素的能力。所以，卵泡發育是一個多細胞參與的、內分泌調控與局部微環境協同調控的復雜在體過程。

1.2 影響卵泡發育的因素

1.2.1 激素調節 卵泡發育的主要調節系統是下丘腦-垂體-卵巢軸。下丘腦通過分泌促性腺激素釋放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）調節垂體FSH和LH的釋放，使卵巢性激素分泌發生周期性變化；卵巢分泌的激素對中樞生殖調節激素的合成與分泌具有反饋調節作用［3］。卵泡從有腔階段發育至排卵階段LH起到了非常重要的作用，FSH可調節顆粒細胞功能，促進卵泡發育和E2的生成。研究顯示，人類卵泡的卵母細胞可以表達甲狀腺素受體（TR）和促甲狀腺素受體，人類卵泡的顆粒細胞中存在T3的結合位點，人類子宮內膜及肌層表達甲狀腺素受體，卵泡液中能檢測到T3和T4［4］。動物研究也顯示，Wistar大鼠子宮平滑肌細胞、宮腔上皮、子宮內膜腺上皮、內膜基質細胞、輸卵管的平滑肌細胞及上皮細胞均有甲狀腺素受體的表達［5］。甲狀腺素受體廣泛表達于女性生殖系統中，這也表明THs在女性生殖系統的發育及功能調控中發揮作用。另一項研究表明，卵巢組織的促甲狀腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）刺激2h可使環磷酸腺苷（cAMP）水平升高，THs刺激后10、30、60 min和24 h均可激活ERK1/2（extracellular signal-regulated kinase，細胞外信號調節激酶）通路，提示TSH或THs對卵巢功能的調控作用。而TSH和THs刺激卵巢組織對于卵泡的大小并不影響，顯示TSH和THs對卵泡發育的影響是一個長期過程［6］。給人工授精母羊注射馬絨毛膜促性腺激素10 d，每天400國際單位，與減半劑量組比較，結果顯示，高劑量組的孕激素水平有所提高且黃體增大［7］。褪黑激素（melatonine，MT）可以一定程度上保護卵巢免受氧化損傷［8］。脫氫表雄酮補充劑對輔助不孕癥治療有積極影響，但是仍需進一步證明［9］。由此可見，激素調控卵泡發育的機制十分復雜，各種激素間可能存在相互作用，直接或者間接調控卵泡的成熟。

1.2.2 細胞因子調節 在卵巢中產生的細胞因子可以調控卵巢的狀態，是卵巢生理活動的主要參與者，為卵泡發育至排卵的全過程提供適合的生理環境，對于調控細胞增殖或分化、毛囊存活或閉鎖、卵母細胞成熟的程度具有選擇性。在細胞因子調節卵泡發育的全過程中，顆粒細胞（granulosa cells，GC）、theca細胞、卵母細胞、間質細胞（stromal cells，SC）等可分泌抗苗勒管激素（AMH）、成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF）、骨形態發生蛋白（bone morphogenic protein，BMP）、生 長 分 化 因子-9（growth differentiation factor-9，GDF-9）、基質細胞衍生因子（stromal cell-derived factor 1α，SDF-1α）、干細胞因子（stem cell factor，SCF）、轉化生長因子β（transforming growth factorβ，TGF-β）、表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等，并誘導卵泡發育。前期研究中，檢測育齡期婦女的卵泡發現，在卵泡血管生成過程中前列腺素和VEGF分別通過多個受體發揮互補作用［10］。在檢測不同鼠齡老鼠卵巢中吻素（kisspeptin，KP）mRNA和蛋白的表達水平，結果老齡組老鼠卵巢中KP表達增加，表明KP與生殖衰老階段的卵泡發育和排卵過程有關［11］。動物實驗中在犬發情期小竇狀卵泡發育階段中表達上升，GDF-9在犬間情期表達上升，在不發情期以及發情期表達降低，這些蛋白的差異表達表明其極可能與犬的卵泡發育相關［12］。因此，研究卵巢內分泌的多種細胞因子對卵泡的影響，或可預測女性卵巢的存在狀態，以此來對臨床女性不孕癥等疾病的治療提供幫助。

1.2.3 其他因素 卵泡的連續生長過程還會受到其他多種物質的影響［13］。在卵母細胞中敲除Drp1蛋白，致使成年卵巢內的卵泡被阻滯在初級和次級卵泡階段，但這個表型可以被FSH所部分扭轉［14］。卵巢內的間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSC）對于維持卵泡的整體形態、調控卵泡發育及其存活率有重要影響［15］。MSC可能對化療所致的卵巢早衰有一定保護作用，卵巢經MSC處理后可提高卵泡的存活率并促進卵泡的發育［16］。在多囊卵巢綜合征患者的卵泡液中存在外泌體（Exosomes，EXs），其運輸通過卵泡液到達卵母細胞，發揮相應的調控作用，促進卵母細胞的發育成熟和啟動減數分裂［17］。高脂飲食型肥胖也會導致卵泡細胞周期阻滯以及顆粒細胞的過度凋亡，最終導致卵泡發育異常甚至卵巢衰竭［18］。

2 THs調控卵泡發育

THs可通過下丘腦-垂體-卵巢軸來影響人體內的多種重要物質的分泌及交換，進而調控卵泡內各細胞的生長，最終影響卵泡發育。

2.1 THs對卵母細胞的影響 在卵母細胞發育過程中，THs發揮著重要作用，甲狀腺功能亢進和減退都會影響機體的新陳代謝，進而影響卵巢和卵泡的發育及功能。學術界關于THs對卵母細胞的影響一直存在爭議。研究表明，正常女性卵泡發育各個階段的卵母細胞中均有TR表達，且體外受精（in vitro fertilization，IVF）女性體內有THα1、THα2、THβ1和THβ2 mRNA在其成熟的卵母細胞中表達［19］。Aghajanova等［20］在體外培養人類卵母細胞的實驗中加入高劑量THs，結果卻未顯示高劑量THs對卵母細胞產生明顯影響。不過低濃度的T3對于小鼠卵母細胞的減數分裂階段無影響，而高濃度T3可能對小鼠卵母細胞產生危害，影響小鼠的減數分裂能力［21］。也有研究顯示，合并自身免疫性甲狀腺疾病（AITD）女性的卵母細胞受精率較對照組均下降，暗示卵巢可能有抗甲狀腺抗體的特性，且卵母細胞質量受甲狀腺抗體的危害［22］。可見，AITD對卵母細胞發育存在潛在影響，但其具體影響程度和作用機制仍有待進一步研究闡述。

2.2 THs對顆粒細胞的影響 卵巢得以維持和發揮本身的功能，其中的關鍵環節就是顆粒細胞的增殖和成熟。顆粒細胞是卵巢中孕酮、E2等類固醇激素合成和分泌的主要場所，其生長狀態健康與否和卵泡有著密切聯系。一般情況下THs不會單獨發生作用，THs與LH/HCG協同作用，在FSH參與下直接刺激顆粒細胞功能及滋養層分化。THs和FSH聯合作用，通過PI3K/Akt通路激活顆粒細胞，促進顆粒細胞增殖，抑制顆粒細胞衰老。在嚙齒類動物中甲狀腺功能低下同樣會影響顆粒細胞，抑制GnRH的活性，致使青春期發育緩慢［23］。

諸多動物體外實驗顯示，THs在顆粒細胞內非常活躍。小鼠體外實驗證明，高濃度的THs可降低顆粒細胞中被FSH刺激的芳香化酶的活性，抑制卵泡腔的形成，損害小鼠卵泡的發育［24］。之前的研究也顯示，讓THs以劑量依賴的形式來調節豬顆粒細胞對FSH的反應性；同時可促進黃體顆粒細胞的增殖［25］。研究亦顯示，生理劑量的THs協同FSH促進竇前卵泡的生長，并認為這是通過同時上調X連鎖凋亡抑制蛋白（Xiap）和下調促凋亡因子Bad介導的［26］。

2.3 THs對卵泡膜細胞的影響 包繞卵泡的卵泡膜可分為卵泡外膜和卵泡內膜。卵泡外膜為致密的卵巢間質組織，與卵巢間質無明顯界限，卵泡內膜從卵巢皮脂層間質細胞演化而來，細胞呈多邊形，比顆粒細胞略大。卵泡膜細胞上已被證實有LH受體的存在，在卵泡的生長過程中，卵泡膜細胞依賴FSH和LH產生類固醇，加速黃體化進程，促進排卵。T4可促進新陳代謝，維持正常生長發育，提高機體感受性，使卵巢卵泡膜細胞上的FSH和LH受體得以恢復并對內源性促性腺激素有促進作用，從而促進卵巢中尚殘存的始基卵泡發育。郝紅革［27］給合并甲狀腺功能減退的卵巢早衰患者補充T4，可降低血清中FSH、提高E2的水平，進而影響卵泡的發育。

2.4 THs對卵泡液的影響 人體卵泡液中存在THs，1993年，Wakim等［28］在接受IVF治療的女性卵泡液中檢測到TR，但是人體血清和卵泡液中THs的存在水平一直飽受爭議，不過一項動物實驗表明，動物血清中T4的水平高于卵泡液。Round等［29］以合并AITD但甲狀腺功能正常的不孕癥女性為研究對象，檢測其卵泡液，觀察到卵泡液中存在抗甲狀腺抗體，且取卵時卵泡液中甲狀腺過氧化物酶抗體（TPOAb）、甲狀腺球蛋白抗體（TGAb）濃度與血中濃度相關。

3 機體甲狀腺功能異常對卵泡發育的影響

甲狀腺合成激素的過程比較復雜，任何合成的環節出現問題均可導致甲狀腺疾病的發生，影響女性生殖能力。甲狀腺功能亢進或減退會引起性激素結合球蛋白（sex hormone-binding globulin，SHBG）和性激素水平的變化，使下丘腦-垂體-卵巢軸功能異常，進而影響卵泡的生長成熟［29］。

3.1 機體甲狀腺功能亢進對卵泡發育的影響 過多的THs對女性卵巢功能產生不利影響，研究表明，甲狀腺功能亢進患者由于體內的THs分泌增加而導致SHBG和E2的水平升高，清除率下降；雄激素代謝發生改變，雄激素和雄烯二酮生成增加、濃度升高，雄烯二酮和雄激素向E2的轉化增多［30］。且患者卵泡期和黃體期的LH水平要高于正常人，進而影響卵泡的發育及功能，引起月經紊亂和排卵障礙。

3.2 機體甲狀腺功能減退對卵泡發育的影響 甲狀腺功能減退會影響女性體內多種激素分泌，且甲狀腺功能減退患者體內的THs分泌減少而使得SHBG和E2的水平降低，最終導致卵巢發育各個階段的卵泡數量和體積減小，甚至不孕。有報道認為，原發性甲狀腺功能減退患者中血清FSH水平升高，血清FSH水平高于LH水平且與TSH水平呈正相關［31］。導致FSH相對高水平和LH低水平的作用機制尚不清楚，其原因可能與TSH和促性腺激素交叉反應的負反饋機制有關。甲狀腺功能低下的家兔的初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡變小，并且卵巢的芳香化酶表達減少［32］。短期THs缺乏大鼠會使血液中催乳素水平升高從而影響卵泡發育。不但如此，THs水平異常還會降低新生小鼠的原始卵泡、生長卵泡和有腔卵泡的數量［33］。

綜上所述，THs對于機體的生長、代謝作用廣泛，并且THs可以通過影響血清中多種激素及細胞因子的分泌，進而參與到體內激素代謝、調控等。不僅如此，THs在女性卵泡發育過程中也起到了舉足輕重的作用，THs可通過下丘腦-垂體-卵巢軸來影響卵巢功能，進而影響卵泡發育的各個環節，THs對于卵母細胞、顆粒細胞等的研究已經取得了較大進展，但是其對于卵泡液、卵泡膜細胞等的影響還需要進一步研究，或可為不孕癥女性的臨床治療提供思路。