多囊卵巢綜合征患者胰島素抵抗與血清中腦星形膠質細胞源性神經營養因子水平的關系

俞淑君,魏兆蓮

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)多發生于育齡期女性,是一種常見的生殖內分泌疾病和代謝紊亂疾病,以無排卵或少排卵、高雄激素血癥、卵巢多囊樣改變為主要特征,多表現為月經稀發、不孕、多毛、痤瘡等,通常還伴有許多代謝異常,如胰島素抵抗、2型糖尿病、肥胖和心血管疾病等[1]。越來越多的研究[2-3]表明PCOS及胰島素抵抗的發生與全身性慢性低度炎癥相關。中腦星形膠質細胞源性神經營養因子(mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor,MANF)是新型神經營養因子家族的成員之一,是一種內質網應激誘導表達蛋白,它在體內多種器官和組織中廣泛表達。多項研究[4-5]表明MANF不僅可以抑制內質網應激介導的細胞凋亡,還可通過抑制NF-κB通路的激活對抗炎癥損傷。此外,MANF在代謝性疾病中的保護作用也被廣泛報道,MANF可通過促進胰島β細胞的增殖,抑制其凋亡,在糖尿病的發生及進展中發揮重要的保護作用[4-6]。鑒于胰島素抵抗是PCOS常見的代謝異常,該研究對PCOS患者胰島素抵抗與血清MANF水平的關系作一探討。

1 材料與方法

1.1 資料來源招募2020年11月—2021年12月就診于安徽醫科大學第一附屬醫院的120例PCOS患者作為實驗組,40例健康女性作為對照組。實驗組納入標準:① 20～35歲的女性;② 符合2003年PCOS鹿特丹診斷標準[7];③ 就診前3個月未使用任何影響體內激素和炎癥因子的藥物,包括雌孕激素、抗生素、免疫抑制劑等。對照組納入標準:① 20～35歲的女性;② 非PCOS患者;③ 就診前3個月未使用任何影響體內激素和炎癥因子的藥物,包括雌孕激素、抗生素、免疫抑制劑等。排除標準:① 年齡<20歲或>35歲;② 合并子宮肌瘤、子宮內膜異位癥、子宮腺肌病、盆腔炎、卵巢囊腫、卵巢腫瘤等婦科疾病及手術史;③ 合并肝臟、腎臟、心血管、內分泌、造血系統等原發病及精神性疾病;④ 就診前3個月使用了影響體內激素和炎癥因子的藥物,包括雌孕激素、抗生素、免疫抑制劑等。穩態模型評估胰島素抵抗指數(homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)=空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)×空腹胰島素(fasting insulin,FINS)/22.5,HOMA-IR≥2.69認為存在胰島素抵抗。根據HOMA-IR將實驗組分為胰島素抵抗患者61例及非胰島素抵抗患者59例。實驗組研究對象的年齡為20～35(28.18±3.51)歲,對照組研究對象的年齡為23～34(29.18±3.04)歲,差異無統計學意義。所有參與本研究的受試者均知情同意,此項研究已通過安徽醫科大學第一附屬醫院倫理委員會的審查,可正常開展。

1.2 方法

1.2.1性激素檢測 月經規律和月經紊亂的研究對象分別在月經經期第2天或隨機日早晨空腹采集5 ml靜脈血,通過全自動化學發光儀測定血清中的黃體生成素(luteinizing hormone,LH)、卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)、雌二醇(estradiol,E2)、睪酮(testosterone,T)、雄烯二酮(androstenedione,A2)、硫酸脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone sulfate,DHEA-S)和性激素結合蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)水平。

1.2.2FBG和FINS檢測 月經規律和月經紊亂的研究對象分別在月經經期第2天或隨機日早晨空腹采集5 ml 靜脈血,通過全自動生化分析儀測定血清中的FBS水平,通過全自動電化學發光儀測定血清中的FINS水平。

1.2.3血清MANF檢測 月經規律和月經紊亂的研究對象分別在月經經期第2天或隨機日早晨空腹采集5 ml 靜脈血,在3 000 r/min的轉速下離心10 min,離心后收集上層血清,于-80 ℃條件下保存。通過酶聯免疫吸附試驗對所采集樣本進行血清MANF水平的檢測。

1.3 研究指標比較實驗組與對照組血清中的性激素、FBS、FINS及MANF水平的差異,比較實驗組中胰島素抵抗患者及非胰島素抵抗患者血清MANF水平的差異,并對血清MANF水平與HOMA-IR之間的相關性進行分析。

2 結果

2.1 兩組性激素水平比較與對照組比較,實驗組PCOS患者血清中的LH、T、A2和DHEA-S水平均顯著升高,血清中的FSH和SHBG水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05)。對照組與實驗組血清中的E2水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組性激素水平比較

2.2 兩組FBG、FINS水平比較與對照組比較,實驗組PCOS患者血清中的FBG、FINS水平和HOMA-IR水平均顯著升高,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組FBG、FINS及HOMA-IR水平比較

2.3 兩組血清MANF水平比較對照組的血清MANF水平為(415.13±105.00)×10-6mg/L,實驗組的血清MANF水平為(295.48±78.27)×10-6mg/L。與對照組比較,實驗組中PCOS患者的血清MANF水平顯著降低,差異有統計學意義(P<0.05)。

2.4 實驗組中胰島素抵抗患者與非胰島素抵抗患者的血清MANF水平比較實驗組中胰島素抵抗患者61例,血清MANF水平為(270.28±61.92)×10-6mg/L;非胰島素抵抗患者59例,血清MANF水平為(321.54±85.12)×10-6mg/L。胰島素抵抗患者的血清MANF水平顯著低于非胰島素抵抗患者,差異有統計學意義(P<0.05)。

2.5 實驗組中血清MANF水平與HOMA-IR的相關性實驗組中PCOS患者的血清MANF水平和HOMA-IR呈負相關(rs=-0.642,P<0.05)。

3 討論

PCOS是一種常見的生殖內分泌紊亂的臨床疾病,常伴有多種代謝障礙,多篇研究報道PCOS的發病病因復雜,具體機制尚不明確,遺傳、神經內分泌、環境及心理等多種因素共同參與PCOS的發生及發展過程[8]。研究[9]顯示,PCOS是一種全身性慢性低度炎癥。PCOS患者外周血及卵巢組織中的炎癥因子水平均顯著上調,如白細胞介素(interleukin-1 beta,IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)等。在這種慢性低度炎癥環境的刺激下,卵巢和腎上腺合成和分泌的雄激素顯著增多,活性顯著增強,并且肝臟合成的性激素結合球蛋白明顯減少,導致血清中游離睪酮的水平明顯上升,從而形成高雄激素血癥。反之,升高的雄激素可促進NF-κB等信號通路的激活進一步誘導相關炎癥因子的表達進而加重全身和卵巢等組織局部的炎癥反應[10]。

胰島素抵抗常伴發于PCOS是PCOS發生及進展的重要機制之一。胰島素抵抗是一種機體對胰島素敏感性下降的病理狀態。當肝臟和骨骼肌等組織中的細胞對胰島素的敏感性降低時,胰島素促進這些細胞攝取并利用葡萄糖的能力降低,進而刺激機體代償性合成并分泌胰島素,以維持機體的代謝平衡。已有研究證實[11-12]IRS-1/PI3K/AKT信號通路是重要的胰島素信號傳導通路之一。當游離的胰島素與細胞表面受體結合后,胰島素受體底物被活化,可激活下游PI3K/AKT信號通路,促進組織細胞吸收和利用葡萄糖。有研究[11]顯示,炎癥反應會抑制IRS-1/PI3K/AKT信號通路的激活。在慢性低度炎癥環境下,IL-1β、IL-6、TNF-α和C反應蛋白等多種促炎因子的水平顯著升高,這使得IRS-1的絲氨酸磷酸化水平明顯升高,酪氨酸磷酸化水平明顯降低,繼而引起IRS-1相關的PI3K活性下降,導致胰島素信號通路的傳導受阻,最終出現胰島素抵抗和2型糖尿病等代謝異常[11]。另有研究[12]結果表明,多種藥物如葛根素、染料木黃酮等,可通過抑制NF-κB信號通路的激活,下調其下游促炎因子的表達,從而有效抑制IRS-1的絲氨酸磷酸化,促進胰島素信號通路的傳導,最終使胰島素抵抗得到緩解。

MANF是一種分泌型小分子蛋白質,可在體內廣泛表達,對于神經元和非神經元細胞都具有一定的保護作用[5,13]。有研究[14]表明,MANF可以通過抑制細胞內內質網應激的過度激活,進而抑制細胞的凋亡。MANF還可以結合NF-κB通路的關鍵亞基p65,抑制其下游靶基因的轉錄激活,從而發揮對抗炎癥的作用。此外,MANF可在多種代謝性疾病中發揮關鍵的保護作用。MANF可通過抑制肝細胞的凋亡,促進脂肪分解相關基因的表達[15]。MANF還可以抑制胰島β細胞的凋亡,促進其功能的恢復,進而對抗糖尿病的發生及病程進展[4,6]。

所以課題組推測,MANF可能是通過抑制NF-κB信號通路的激活以調節炎癥反應,進而影響IRS-1/PI3K/AKT胰島素信號通路的傳導,最終參與PCOS患者胰島素抵抗的發生和進展過程。本研究通過比較PCOS患者及健康女性血清中性激素、FBS、FINS及MANF的水平,發現PCOS患者表現出明顯的內分泌紊亂及胰島素抵抗等異常(P<0.05)。PCOS患者血清中的MANF水平較健康女性明顯下降(P<0.05)。重要的是,與未患有胰島素抵抗的PCOS患者比較,患有胰島素抵抗的PCOS患者血清中的MANF水平顯著下降(P<0.05),并且實驗組PCOS患者血清中的MANF水平與HOMA-IR呈負相關(P<0.05)。

綜上所述,MANF可能參與了PCOS患者胰島素抵抗發生及進展的過程,其發揮作用的具體機制還需要進一步深入研究,以期為臨床上PCOS的診斷和治療提供新的思路。