摘要:多囊卵巢綜合征(PCOS)的病理生理學(xué)改變復(fù)雜,其中卵巢包膜增厚、間質(zhì)纖維化是導(dǎo)致PCOS患者卵泡發(fā)育障礙或排卵受阻的原因之一。卵巢包膜增厚、間質(zhì)纖維化的發(fā)生是多因素的,目前研究認(rèn)為其涉及多種因子,其中結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β1)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)、基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制因子(MMPs-TIMPs)在卵巢纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中,破壞細(xì)胞外基質(zhì)合成與降解的協(xié)調(diào),最終導(dǎo)致卵巢間質(zhì)成分的增加。本文就這些卵巢纖維化相關(guān)因子的研究進(jìn)展作一綜述。
關(guān)鍵詞:多囊卵巢綜合征;纖維化;細(xì)胞外基質(zhì)
多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome, PCOS)是生殖功能障礙與代謝異常并存的內(nèi)分泌紊亂性疾病,臨床上以雄激素過高、持續(xù)無排卵、卵巢多囊樣改變?yōu)樘卣?,常伴有胰島素抵抗和肥胖。PCOS所引起的女性不育是現(xiàn)代社會(huì)所面臨的嚴(yán)重問題,其發(fā)病機(jī)制極其復(fù)雜,其中涉及到基質(zhì)金屬蛋白酶及其組織抑制因子(matrix metalloproteinases and its tissue inhibitors, MMPs-TIMPs)平衡關(guān)系的破壞和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)成分的異常降解,PCOS患者卵巢膠原蛋白表達(dá)異常,可能與間質(zhì)纖維化、基底膜增厚有關(guān)[1]。近年來,卵巢局部產(chǎn)生的纖維化相關(guān)因子對(duì)PCOS細(xì)胞外基質(zhì)的改變成為研究熱點(diǎn),這些纖維化相關(guān)因子在PCOS的發(fā)生、發(fā)展中,導(dǎo)致卵巢間質(zhì)成分的增加,本文就其對(duì)PCOS病變發(fā)生的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor, CTGF)
CTGF是富含半膚氨酸的細(xì)胞因子,屬于CCN家族的成員之一。CTGF可促進(jìn)細(xì)胞增殖、細(xì)胞黏附分子表達(dá),導(dǎo)致細(xì)胞合成膠原和分泌細(xì)胞外基質(zhì),CTGF在多種組織重建相關(guān)性疾病,如潰瘍愈合、損傷修復(fù)、纖維化和腫瘤發(fā)生等過程中具有重要意義[2~5]。
多種促使CTGF 高表達(dá)的正反饋循環(huán)可以導(dǎo)致纖維化的形成,通過抑制CTGF可阻礙這些正反饋循環(huán),使組織恢復(fù)適當(dāng)?shù)膿p傷修復(fù)能力以及恢復(fù)正常的結(jié)構(gòu)和功能[7],因此抑制CTGF的表達(dá)及其作用,可能逆轉(zhuǎn)纖維化的發(fā)生和發(fā)展。CTGF逐漸成為組織纖維化的研究新指標(biāo),有研究顯示[8],PCOS患者外周血清及腹腔液中CTGF的含量高于非PCOS患者。脫氫表雄酮法建立的PCOS動(dòng)物模型研究表明[9],卵巢組織及血清CTGF蛋白表達(dá)量顯著高于對(duì)照組,Zhang等的研究也發(fā)現(xiàn)[10],PCOS大鼠卵巢及子宮組織中CTGF的mRNA和蛋白表達(dá)水均高于對(duì)照組,表明CTGF參與了PCOS大鼠卵巢纖維化的發(fā)生、發(fā)展過程。
2 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)
TGF-β1是一種具有多向調(diào)節(jié)的細(xì)胞因子,對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和免疫功能有重要的調(diào)節(jié)作用,可促進(jìn)成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞的生長(zhǎng);促進(jìn)ECM如膠原蛋白、纖粘連蛋白的表達(dá)和抑制ECM的降解,對(duì)細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生、增殖和分化過程起著重要作用,有利于胚胎發(fā)育和細(xì)胞修復(fù)。
目前認(rèn)為TGF-β1與ECM成分合成關(guān)系密切,是促進(jìn)器官纖維化的細(xì)胞因子。研究顯示[11],TGF-β1可以抑制MMPs表達(dá)和活化,上調(diào)TIMPs、促進(jìn)纖溶酶原激活物抑制物( PAI) 等蛋白酶抑制因子的表達(dá),并且可以通過自分泌和旁分泌途徑促進(jìn) ECM成分如Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原和纖維連接蛋白的合成,從而阻礙ECM 降解,維持正常的卵巢功能。Tal等[13]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),TGF-β1水平增加,而降低其受體sENG水平,可促使PCOS的發(fā)生并增加卵巢過度刺激的風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道在CTGF基因啟動(dòng)子序列中存在TGF-β1的順式作用元件,CTGF作為TGF-β/Smad2信號(hào)通路的下游細(xì)胞因子,在纖維化發(fā)生時(shí)促進(jìn)TGF-β1表達(dá),上調(diào)其下游反應(yīng)元件CTGF表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)生成,加速纖維化發(fā)展[6]。研究表明[12]TGF-β1抗體具有一定保護(hù)作用,它通過抑制TGF-β1信號(hào)通路達(dá)到減輕損傷反應(yīng)及纖維化程度,因此,阻斷TGF-β1信號(hào)傳導(dǎo)可能成為一種有效的防治纖維化的方法。
3 過氧化物酶體增殖物激活受體γ(Peroxisome Proliferator-activated Receptor γ, PPARγ)
PPARγ是一種配體激活的核受體轉(zhuǎn)錄因子,是核激素受體超家族成員之一。其通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),在糖脂類、能量代謝,免疫系統(tǒng),細(xì)胞分化、凋亡,炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。
研究證明,PPARγ激動(dòng)劑可阻斷TGF-β1信號(hào)傳導(dǎo)通路,進(jìn)而抑制纖維化的進(jìn)程。羅格列酮(rosiglitazone, RGZ)是胰島素增敏劑噻唑烷二酮類藥物,是PPARγ選擇性激活劑,具有免疫調(diào)節(jié)、控制血糖水平、抗炎、抗纖維化作用[14]。Hu等[15]發(fā)現(xiàn)卵巢顆粒細(xì)胞PPARγ表達(dá)的增加與RGZ濃度呈正相關(guān),表明卵巢顆粒細(xì)胞PPARγ mRNA的表達(dá)受PPARγ的正向調(diào)節(jié)。洪嶺等研究發(fā)現(xiàn)[18],在體外培養(yǎng)的卵泡內(nèi)膜細(xì)胞中加入炎癥因子即腫瘤壞死因子α(TNF-α)后,細(xì)胞增殖能力加強(qiáng),說明TNF-α具有促進(jìn)卵泡膜細(xì)胞增殖作用,這個(gè)功能可能與PCOS患者發(fā)生卵巢白膜增厚、卵泡膜細(xì)胞增生病變有關(guān);Chen等[16]研究表明,RGZ刺激人體外培養(yǎng)的卵巢顆粒細(xì)胞StAR表達(dá),明顯降低人卵巢顆粒細(xì)胞TNF-α的產(chǎn)生;在伴有胰島素抵抗的PCOS大鼠脂肪組織中TNF-α mRNA表達(dá)顯著增加,同時(shí)Western blot結(jié)果也顯示TNF-α蛋白含量顯著增多[17],說明PPARγ可能通過抑制前炎癥因子的產(chǎn)生來調(diào)節(jié)顆粒細(xì)胞的功能,進(jìn)而影響PCOS的發(fā)生和發(fā)展。
4 基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制因子
MMPs是一組依賴于Zn2+、Ca2+或 Mg2+等金屬離子的水解ECM的蛋白酶,因此稱之為金屬蛋白酶。TIMPs是MMPs的特異性抑制物,常為同一細(xì)胞合成,在ECM代謝調(diào)節(jié)中是MMPs對(duì)應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)產(chǎn)物。MMPs可以降解ECM成分,改變ECM微環(huán)境,對(duì)生物活性分子進(jìn)行調(diào)節(jié)。TIMPs主要對(duì)MMPs的激活形成障礙,抑制MMPs的活性。卵巢的生殖周期中,卵泡的發(fā)育、成熟、排卵以及黃體的形成、退化都涉及到ECM周期性的重建,而ECM的合成與降解過程的協(xié)調(diào)依賴于MMPs-TIMPs二者之間的平衡。
Lewandowski等[19]的研究結(jié)果顯示,PCOS婦女卵泡和循環(huán)血液中MMP-2、MMP-9的含量和活性均明顯高于正常組婦女;PCOS婦女MMP-9 /TIMP-1和MMP-2 / TIMP-2比例更高,推測(cè)升高的MMP-2、MMP-9水平與PCOS病理生理改變,如卵泡閉鎖、卵巢間質(zhì)成分的增加等有潛在關(guān)系。Gomes等[20]報(bào)道,PCOS患者血漿中檢測(cè)MMP-2、MMP-8、MMP-9、TIMP-1與對(duì)照組相似,而TIMP-2蛋白表達(dá)大大降低,且MMP-9/TIMP-1和MMP-2/TIMP-2的比值明顯增高;另外發(fā)現(xiàn),睪酮水平與MMP-9/TIMP-1呈正相關(guān),而與TIMP-2水平呈負(fù)相關(guān),睪酮是TIMP-2、MMP-9/TIMP-1水平的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,說明可能是PCOS患者的雄激素分泌增多,打破了生理?xiàng)l件下MMPs/TIMPs的平衡關(guān)系。
綜上所述,對(duì)MMPs-TIMPs系統(tǒng)參與PCOS發(fā)病機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn),PCOS的發(fā)生、發(fā)展與MMPs/TIMPs比值升高導(dǎo)致的ECM的降解異常有關(guān)。
5 展望
PCOS卵巢局部產(chǎn)生的這些纖維化相關(guān)因子作用影響著卵巢包膜、間質(zhì)成分的動(dòng)態(tài)改變。目前大部分研究發(fā)現(xiàn)這些纖維化相關(guān)因子還停留在與PCOS的發(fā)生具有相關(guān)性,具體是怎樣引起PCOS病變發(fā)生的還有待明確;并且,對(duì)其與卵巢纖維化的研究還停留在動(dòng)物模型、臨床體液標(biāo)本和體外細(xì)胞水平,進(jìn)一步研究體內(nèi)條件下這些纖維化相關(guān)因子在生理病理?xiàng)l件下的表達(dá)方式、生物學(xué)功能和調(diào)控機(jī)制,對(duì)于更好地闡明它們?cè)赑COS卵巢纖維化發(fā)生過程中的作用有著更重要的意義,為PCOS的臨床治療提供理論基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]Liu B,Guan YM,Zheng JH.Elevated serum levels of matrix metalloproteinase-2 in women with polycystic ovarian syndrome [J]. Int J Gynaecol Obstet, 2007, 96(3): 204-205.
[2]Mason RM. Fell-Muir lecture: connective tissue growth factor (CCN2)-a pernicious and pleiotropic player in the development of kidney fibrosis [J]. Int J Exp Pathol, 2013, 94(1): 1-16.
[3]Romao LF, Mendes FA,F(xiàn)eitosa NM,et al.Connective Tissue Growth Factor (CTGF/CCN2) Is Negatively Regulated during Neuron-Glioblastoma Interaction [J]. PLoS One, 2013, 8(1): e55605.
[4]Alfaro MP,Deskins DL,Wallus M,et al.A physiological role for connective tissue growth factor in early wound healing [J]. Lab Invest, 2013, 93(1): 81-95.
[5]Lai KB, Sanderson JE, Yu CM.The regulatory effect of norepinephrine on connective tissue growth factor (CTGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression in cultured cardiac fibroblasts [J]. Int J Cardiol, 2013, 163(2): 183-189.
[6]Chang JZ, Yang WH, Deng YT, et al. EGCG blocks TGFβ1-induced CCN2 by suppressing JNK and p38 in buccal fibroblats [J]. Clin Oral Investig, 2013, 17(2): 455-461.
[7]Lipson KE, Wong C, Teng Y, et al. CTGF is a central mediator of tissue remodeling and fibrosis and its inhibition can reverse the process of fibrosis [J]. Fibrogenesis Tissue Repair, 2012, 5(Suppl 1) : S24.
[8]苗竹林,韋相才,程龍球,等. TGF-β1及CTGF在PCOS大鼠的表達(dá)及羅格列酮的干預(yù)作用[J]. 現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展, 2010, 19(9): 676-679.
[9]崔蓉,苗竹林,黃密瓊,等. 多囊卵巢綜合征患者體內(nèi)TGF-β1、CTGF含量及意義[J]. 中國(guó)計(jì)劃生育學(xué)雜志, 2012, 20(9): 616-618.
[10]Zhang X, Zhang C, Shen S, et al. Dehydroepiandrosterone induces ovarian and uterine hyperfibrosis in female rats [J]. Hum Repord, 2013, 28(11): 3074-3085.
[11]Miao ZL, Wang ZN, Yang YD, et al. The Role of TGF-β1 in the formation of ovarian interstitial fibrosis in PCOS Rat [J]. Eproduction Contraception, 2008, 5: 17-20.
[12]王海燕,何創(chuàng),肖建斌,等. 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1抗體對(duì)肺損傷纖維化大鼠細(xì)胞外基質(zhì)重建紊亂的調(diào)控[J]. 醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào), 2014, 27(4): 368-372.
[13]Tal R1, Seifer DB, Shohat-Tal A, et al. Transforming growth factor-β1 and its receptor soluble endoglin are altered in polycystic ovary syndrome during controlled ovarian stimulation [J]. Fertil Steril, 2013,100(2):538-543.
[14]Majuri A, Santaniemi M, Rautio K, et al. Rosiglitazone treatment increases plasma levels of adiponectin and decreases levels of resistin in overweight women with PCOS: a randomized placebo-controlled study [J]. Eur J Endocrinol, 2007,156(2): 263-269.
[15]Hu WH, Chen L,Tong J, et al. Expression of PPARγ mRNA in granulosa cells and its correlation with clinical characteristics of polycystic ovary syndrome [J]. Beijing Da Xue Xue Bao, 2013, 45(6): 859-863.
[16]Chen QJ, Sun XX, Chen JL, et al. Direct rosiglitazone action onsteroidogenesis and proinflammatory factor production in human granulosa-lutein cells [J]. Reprod Biol Endocrinol, 2009 (7):147.
[17]王玉霞,孫永玉,邱紅玉. 多囊卵巢綜合征大鼠脂肪組織中TNF-α的表達(dá)及其意義[J]. 中國(guó)婦產(chǎn)科臨床雜志, 2008, 9(5): 366-369.
[18]洪嶺,滕曉明,李昆明,等. TNF-α在體外具有促進(jìn)豬卵泡內(nèi)膜細(xì)胞增殖的作用[J]. 華西醫(yī)學(xué), 2010, 25(1) :46-48.
[19]Lewandowski KC, Komorowski J, O'Callaghan CJ, et al. Increased circulating levels of matrix metalloproteinase-2 and-9 in women with the polycystic ovary syndrome [J]. J Clin Endocrinol Metab,2006, 91(3): 1173-1177.
[20]Gomes VA1, Vieira CS, Jacob-Ferreira AL, ea tl. Imbalanced circulating matrix metalloproteinases in polycystic ovary syndrome [J]. Mol Cell Biochem,2011,353(1-2): 251-257.
編輯/王海靜