周志陽，徐欣欣，吳雪清

(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，溫州 325000)

·綜述·

高脂飲食對(duì)嚙齒類動(dòng)物卵巢功能影響的研究進(jìn)展

周志陽，徐欣欣，吳雪清*

(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，溫州 325000)

隨著現(xiàn)代生活水平的提高，肥胖的發(fā)病率急劇上升，成為影響當(dāng)今人類生殖健康的一大問題。引起肥胖的一個(gè)重要原因是富含脂肪的高能量食品攝入增加，但是高脂飲食對(duì)女性生殖功能的影響機(jī)制尚不清楚。使用嚙齒類動(dòng)物模型進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，高脂飲食會(huì)使其生殖系統(tǒng)出現(xiàn)卵巢周期紊亂，導(dǎo)致生育力下降、不孕、自發(fā)性流產(chǎn)等。本文就高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)嚙齒類動(dòng)物卵巢功能的影響及相關(guān)機(jī)制研究進(jìn)行綜述。

高脂飲食； 嚙齒類動(dòng)物； 生殖功能

(JReprodMed2017，26(11)：1154-1157)

隨著現(xiàn)代生活水平的提高，肥胖的發(fā)病率急劇上升，成為影響當(dāng)今人類生殖健康的一大問題。根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，2014年全世界有15%的成年女性肥胖，并且在低收入和中等收入國(guó)家呈上升發(fā)展趨勢(shì)[1]。卵巢功能與機(jī)體能量狀態(tài)密切相關(guān)：一定的脂肪含量是女性卵巢功能發(fā)育的前提，但過度的脂肪堆積會(huì)導(dǎo)致月經(jīng)周期紊亂、性腺功能減退及不孕[2]。與正常體重的婦女相比，肥胖婦女在自然周期和不孕治療周期中的妊娠率、誘導(dǎo)排卵率和胚胎移植成功率明顯降低[3]。

引起肥胖的一個(gè)重要原因是富含脂肪的高能量食品攝入增加，但是高脂飲食對(duì)女性卵巢功能的影響機(jī)制尚不完全清楚。動(dòng)物模型既能精確控制暴露因素，又能收集人類研究中不易獲得的生殖組織。使用嚙齒類動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)高脂飲食使嚙齒類動(dòng)物出現(xiàn)卵巢周期紊亂，導(dǎo)致生育力下降、不孕、自發(fā)性流產(chǎn)等[4-8]。本文就高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)嚙齒類動(dòng)物卵巢功能的影響及相關(guān)機(jī)制研究作一綜述。

一、高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)卵巢形態(tài)及功能的影響

正常卵巢中存在處于不同發(fā)育時(shí)期的卵泡，卵泡的發(fā)育受到卵泡刺激素(FSH)、黃體生成素(LH)及胰島素等激素的生理性調(diào)節(jié)。高脂飲食會(huì)造成卵巢組織脂肪浸潤(rùn)、內(nèi)分泌功能失調(diào)，影響卵泡的發(fā)育，損害卵巢功能。研究發(fā)現(xiàn)，成年大鼠在長(zhǎng)期高脂飲食后，其卵巢皮質(zhì)中除了竇前卵泡、竇卵泡外，還出現(xiàn)了充滿豐富脂滴的空泡樣多邊形細(xì)胞[9]。這些多邊形細(xì)胞廣泛分布在基質(zhì)中，排列成群，形成液性囊腫。卵巢脂肪組織浸潤(rùn)會(huì)引起炎性細(xì)胞聚集，誘發(fā)炎癥反應(yīng)，影響卵泡的激活，導(dǎo)致卵泡發(fā)育遲緩[6]。另外高脂飲食誘導(dǎo)的嚙齒類肥胖動(dòng)物模型中，卵泡液中甘油三酯和游離脂肪酸的升高改變了卵泡微環(huán)境，使卵巢凋亡反應(yīng)性增加，卵泡閉鎖明顯，大部分卵泡處于初級(jí)卵泡階段，同時(shí)卵母細(xì)胞的數(shù)量明顯減少、成熟度降低，卵母細(xì)胞復(fù)合體也表現(xiàn)出顆粒細(xì)胞明顯減少[10-11]。高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖不僅引起卵巢形態(tài)學(xué)改變，同時(shí)FSH、LH、雌激素、孕激素等激素的合成受到不同程度影響，正常的發(fā)情周期受到破壞[5，9]。并且，高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖導(dǎo)致嚙齒類動(dòng)物卵巢形態(tài)學(xué)的改變和激素水平的變化隨著高脂飲食時(shí)間的延長(zhǎng)而加重[10]，這說明長(zhǎng)期高脂飲食會(huì)持續(xù)損害卵巢功能。

二、高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖損害生殖功能的機(jī)制研究

高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖會(huì)導(dǎo)致內(nèi)臟器官脂肪組織堆積、機(jī)體代謝紊亂，包括高胰島素血癥、高瘦素血癥等，誘發(fā)炎癥反應(yīng)，影響卵巢功能。關(guān)于高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)其生殖功能的損傷機(jī)制暫不明確，目前部分動(dòng)物研究提出了一些相關(guān)原因。

1.胰島素：胰島素信號(hào)通過在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和卵巢調(diào)節(jié)生殖功能。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，促性腺激素釋放激素(GnRH)通過激活促性腺細(xì)胞有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路促進(jìn)LH的分泌。同樣，胰島素在促性腺細(xì)胞中也能夠激活MAPK通路，所以胰島素可能有刺激促性腺激素釋放的作用[12]。目前有研究表明，在卵巢中胰島素存在調(diào)節(jié)類固醇激素的產(chǎn)生、卵泡生長(zhǎng)、顆粒細(xì)胞分化等作用。高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖動(dòng)物模型表現(xiàn)出伴胰島素抵抗的高胰島素血癥。早期高胰島素血癥會(huì)增加LH分泌，但是長(zhǎng)期的高胰島素刺激最終會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗，導(dǎo)致LH生物合成能力的下降[9]。高胰島素也會(huì)增加顆粒細(xì)胞和膜細(xì)胞低密度脂蛋白(LDL)受體的表達(dá)來促進(jìn)類固醇激素合成，提高孕酮的水平。孕酮的增加會(huì)破壞正常的發(fā)情周期，導(dǎo)致間情期的延長(zhǎng)和發(fā)情期的縮短從而損傷生育能力[12]。

2.瘦素：瘦素(LP)是一種由脂肪組織分泌的蛋白質(zhì)類激素，在生殖系統(tǒng)中有重要的作用。在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖動(dòng)物模型中，血漿LP濃度升高。有研究表明，生命早期高脂飲食后隨著血漿中LP濃度升高，成年期原始卵泡減少，并且使用LP拮抗劑可以消除LP對(duì)原始卵泡池的負(fù)面影響[13]。LP信號(hào)對(duì)排卵功能也非常重要，使用LP受體拮抗劑會(huì)導(dǎo)致排卵率顯著降低[14]。但是隨著LP濃度的升高，同樣也會(huì)出現(xiàn)排卵功能障礙[15]。在卵巢中，LP可以調(diào)節(jié)卵巢局部的氧化應(yīng)激水平、促性腺激素和類固醇激素受體的表達(dá)，LP對(duì)卵巢的作用可能是繼發(fā)于局部的氧化應(yīng)激水平和受體數(shù)量的改變[16-17]。另外也有研究表明，LP可能通過可卡因-苯丙胺調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄肽(CART)來影響卵巢功能。LP及CART在高脂飲食小鼠卵巢中表達(dá)明顯增加，且在細(xì)胞水平及動(dòng)物水平均已證明LP促進(jìn)顆粒細(xì)胞CART的表達(dá)，隨后CART抑制顆粒細(xì)胞芳香化酶mRNA的表達(dá)和類固醇激素的分泌，從而影響卵泡的攝取及排卵，導(dǎo)致生育能力的降低[18]。

3.炎癥反應(yīng)：高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖會(huì)形成慢性的、全身性的、低水平的炎癥[19]。成年小鼠高脂喂養(yǎng)后，卵巢旁脂肪組織脂肪細(xì)胞體積增大，形成了很多冠狀結(jié)構(gòu)(CLS)。CLS是免疫細(xì)胞積聚于死亡脂肪細(xì)胞所形成的免疫細(xì)胞簇，并且是肥胖個(gè)體脂肪組織中炎癥細(xì)胞因子的主要來源。CLS結(jié)構(gòu)的增加伴隨著許多炎性細(xì)胞標(biāo)志物的增多，包括T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及炎性細(xì)胞因子和趨化因子等。與卵巢旁脂肪組織類似，卵巢組織中相關(guān)炎癥反應(yīng)標(biāo)志物同樣增多[6]。生理狀態(tài)下在卵母細(xì)胞成熟的不同階段，自由基和抗氧化劑似乎在卵巢環(huán)境中起著復(fù)雜和多功能的作用[20]。高脂飲食誘導(dǎo)的全身性炎癥和卵巢局部的炎癥反應(yīng)會(huì)破壞原有的卵巢微環(huán)境，對(duì)各級(jí)卵泡的發(fā)育產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)出現(xiàn)不良的生殖結(jié)局[6，20]。這就說明高脂飲食提高了全身性的及卵巢局部的炎癥反應(yīng)，潛在、負(fù)面地影響卵巢功能。

4.Kisspeptin/GPR54信號(hào)通路：Kisspeptins是一個(gè)多肽家族，由kiss1基因編碼，結(jié)合G蛋白受體GPR54，被認(rèn)為是下丘腦垂體性腺軸的一個(gè)關(guān)鍵的上游調(diào)控因子。Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)在下丘腦中通過調(diào)節(jié)GnRH的分泌來調(diào)節(jié)生殖功能，并且已經(jīng)證實(shí)它在青春期發(fā)動(dòng)和生殖功能成熟中起重要作用[21]。在不同的物種中發(fā)現(xiàn)卵巢局部也存在Kisspeptin和GPR54的表達(dá)，其功能可能包括排卵、卵泡發(fā)育等[22-23]，卵巢中Kisspeptin/GPR54信號(hào)的缺乏會(huì)導(dǎo)致卵巢早衰[24-25]。斷奶后高脂飲食的動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，在發(fā)情前期和發(fā)情期會(huì)出現(xiàn)kiss1 mRNA的下調(diào)，同時(shí)Kisspeptin在發(fā)情前期和發(fā)情期竇卵泡中膜細(xì)胞免疫反應(yīng)性降低，GPR54則沒有明顯改變[22]。故高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖導(dǎo)致生殖功能的異常包括卵泡發(fā)育、排卵障礙等可能是由于卵巢局部kiss1基因表達(dá)下調(diào)引起的。

5.磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)信號(hào)通路：原始卵泡內(nèi)在激活的分子調(diào)控機(jī)制尚未完全清楚，一些研究表明PI3K信號(hào)通路可能參與其中[26]。PI3K信號(hào)通路受到多種因素調(diào)節(jié)。卵巢具有胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)受體，可以通過其配體引起胰島素受體底物(IRSs)的磷酸化，激活下游介質(zhì)，包括PI3K/蛋白激酶B(AKT)信號(hào)通路。干細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(c-KIT)由卵母細(xì)胞表達(dá)，其KIT配體(KITLG，也稱為干細(xì)胞因子)由顆粒細(xì)胞表達(dá)。C-KIT和KITLG結(jié)合后同樣也會(huì)激活PI3K信號(hào)通路。高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖不僅損害肌肉和肝臟的胰島素信號(hào)，同樣還影響其他胰島素反應(yīng)組織如卵巢組織[9]，但是高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)卵巢c-KIT/KITLG信號(hào)的影響研究較少。研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖會(huì)減少胰島素信號(hào)的表達(dá)，但是干細(xì)胞生長(zhǎng)因子的信號(hào)表達(dá)會(huì)提高，從而激活PI3K信號(hào)通路[26]。PI3K的通路失調(diào)會(huì)導(dǎo)致很多病理作用，包括原始卵泡的激活異常、下游相關(guān)的異源物質(zhì)代謝基因表達(dá)異常等，從而導(dǎo)致卵巢早衰、卵泡募集與排卵障礙、卵巢生發(fā)上皮腫瘤等疾病的發(fā)生[27]。

6.細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡：細(xì)胞周期是指細(xì)胞從上一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂之間的時(shí)相。在細(xì)胞周期的運(yùn)行中，參與細(xì)胞周期調(diào)控的蛋白主要包括細(xì)胞周期素(cyclin)、周期蛋白依賴性蛋白激酶(CDK)及CDK抑制因子(CKI)[28]。若細(xì)胞周期調(diào)控蛋白出現(xiàn)異常，細(xì)胞將不能從一個(gè)階段進(jìn)入下一個(gè)階段，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞周期阻滯。細(xì)胞凋亡是一個(gè)重要的生理過程，從早期的卵母細(xì)胞發(fā)生到最后的黃體消亡，幾乎對(duì)卵巢所有的生理反應(yīng)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[29]。顆粒細(xì)胞增殖和凋亡之間的平衡對(duì)卵巢濾泡的發(fā)育和卵巢功能非常重要[30-31]。研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食會(huì)導(dǎo)致卵巢顆粒細(xì)胞的凋亡蛋白升高，同時(shí)細(xì)胞周期阻滯于G1/S期，并且隨著高脂飲食時(shí)間的延長(zhǎng)，凋亡反應(yīng)性和細(xì)胞周期阻滯效應(yīng)明顯增加[5，10]。顆粒細(xì)胞的細(xì)胞周期阻滯和凋亡導(dǎo)致大量的卵泡閉鎖及卵泡發(fā)育遲緩。因此，高脂飲食可能通過提高凋亡同時(shí)抑制增殖來耗竭卵巢儲(chǔ)備，損害卵巢功能。

三、問題與展望

綜上所述，高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖會(huì)通過各種機(jī)制對(duì)卵巢組織產(chǎn)生病理性的損傷，導(dǎo)致卵巢組織形態(tài)學(xué)改變以及內(nèi)分泌功能損傷。但是使用動(dòng)物模型研究女性生殖健康存在一個(gè)最明顯和重要的限制，在動(dòng)物如嚙齒類動(dòng)物中卵母細(xì)胞募集時(shí)間及妊娠期比在人體中短得多。這給研究慢性肥胖與正常老化過程對(duì)婦女生殖功能的影響帶來一定的困難。同時(shí)，由于人體卵巢組織標(biāo)本難以獲得，從動(dòng)物模型中獲得的信息難以推斷高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖對(duì)人體卵巢功能的影響，故高脂飲食對(duì)于人體卵巢組織的影響還需要進(jìn)一步的研究。

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[編輯：侯麗]

Effects of high-fat diet on ovarian function in rodents

ZHOUZhi-yang，XUXin-xin，WUXue-qing*

TheFirstAffiliatedHospital，WenzhouMedicalUniversity，Wenzhou325000

With the enhancement of living conditions，the prevalence of obesity increases rapidly which predisposes people to reproductive dysfunction.The main causation of obesity is intake of high-fat diet.However，the effective mechanism of high-fat diet on female reproductive function remains to be elucidated.By using the rodent models，it has been reported that obesity induced by high-fat diet would lead to ovulatory dysfunction，infertility，spontaneous abortion.This review introduces the effects of high-fat diet on ovarian function in rodents and the related mechanism.

High-Fat; Rodents; Reproductive function

10.3969/j.issn.1004-3845.2017.11.023

2017-04-26；

2017-05-14

周志陽，男，浙江蒼南人，碩士研究生，婦科學(xué)專業(yè).(*

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