趙銳 劉宴君 高步嬋 許小翠

早發(fā)性卵巢功能不全是卵巢功能下降的進(jìn)展后果，除了功能障礙更有器質(zhì)性病變。嚴(yán)格來講這種病理損害在現(xiàn)有醫(yī)療技術(shù)階段，是不可逆的。對臨床病例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)代社會對女性生存造成的壓力等一系列原因，患有早發(fā)性卵巢功能不全的患者年齡階段顯著年輕化，嚴(yán)重影響女性生活質(zhì)量的同時，還擴(kuò)大了不孕癥的患者群，正是這種不良影響引起了臨床醫(yī)生以及科研人員的警惕，使得加速早發(fā)性卵巢功能發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展的需求提上日程。

一、早發(fā)性卵巢功能不全

1.早發(fā)性卵巢功能不全概念：早發(fā)性卵巢功能不全(primary ovarian insufficiency，POI),曾名卵巢早衰，定義為，年齡小于40歲女性的卵巢功能退化的臨床綜合征[1]。臨床癥狀以過早的更年期表現(xiàn)常見，如：月經(jīng)稀發(fā)，盜汗，心悸，情緒急躁，陰道干澀，性欲低下等。診斷標(biāo)準(zhǔn)為：(1)稀發(fā)月經(jīng)或停經(jīng)至少4個月。(2)檢測時間間隔>4周,連續(xù)兩次卵泡刺激素值FSH>25 U/L(對比參照IMS的診斷閾值FSH>40 U/L，ESHR的診斷標(biāo)準(zhǔn)更具有臨床診療意義)[2]。早發(fā)性卵巢功能不足以低雌激素，高卵泡刺激素，以及高黃體生成素分泌為臨床指標(biāo)的特點(diǎn)。作為臨床疑難癥，早發(fā)性卵巢功能不全治愈率低，治療效果差，危害女性健康，嚴(yán)重降低生活質(zhì)量，其可能導(dǎo)致的不孕癥對有生育需求的女性來說更是災(zāi)難性的打擊。早在2008年據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，早發(fā)性卵巢功能不全在女性群體中的患病率為百分之一，且近年來患者年輕化顯著，降低生活質(zhì)量，嚴(yán)重危害女性健康。經(jīng)臨床實(shí)驗(yàn)觀察總結(jié)，可以確定POI的發(fā)病與遺傳因素[3]、免疫因素[4]、手術(shù)、化療、放療、酶缺陷、精神心理因素及吸煙[5]等密切相關(guān)。關(guān)于致病因素具體導(dǎo)致早發(fā)性卵巢功能不全發(fā)生的機(jī)制仍未有一個明確的說法，科研人員試圖從信號通路的水平來進(jìn)一步探究，TGFβ/Smad信號通路就是受關(guān)注較多的一個角度。

二、TGFβ/Smad信號通路

1.轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)：轉(zhuǎn)化生長因子-β超家族是一類具有自分泌、旁分泌功能的細(xì)胞因子。目前研究發(fā)現(xiàn)其至少由35種細(xì)胞因子組成，包括五大亞型：轉(zhuǎn)化生長因子-β亞型(TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3)、生長和分化因子(至少9個成員)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(20個成員)、激活素(含激活素A、激活素AB、激活素B)及抑制素(抑制素A、抑制素B)等[6]。TGF-β1是廣受認(rèn)可的多功能因子，參與胚胎發(fā)育，細(xì)胞的生長與分化，創(chuàng)傷修復(fù)，機(jī)體免疫，血管生成，腫瘤的形成以及炎癥等各項(xiàng)進(jìn)程[7]。轉(zhuǎn)化生長因子-β亞型中TGF-β1、TGF-β2共同作用于TGFβ/Smad信號通路，并在信號傳導(dǎo)中有著決定性的作用。

2.Smads蛋白家族：Smad蛋白是轉(zhuǎn)化生長因子-β的直接作用底物，在哺乳動物中共發(fā)現(xiàn)8種蛋白，從結(jié)構(gòu)和功能上主要可以分為3個亞族：5種配體蛋白(R-SMADs；Smad1/2/3/5/9)是TGF-β1的直接效應(yīng)分子，1種通用型蛋白(Co-SMAD；Smad4)，是信號在通路中傳導(dǎo)時，所有轉(zhuǎn)化生長因子-β超家族的信號分子進(jìn)入細(xì)胞核之前必需結(jié)合的蛋白,和2種抑制蛋白(I-SMADs：Smad6、Smad7)是TGFβ信號傳導(dǎo)的抑制劑[8]。參與卵巢功能調(diào)控的smad蛋白是smad2、smad3、smad4、smad6、smad7。

3.TGF-β1/Smad的信號傳導(dǎo)：TGFβ/Smad信號通路是近年來的明星通路，其在卵巢功能方面的作用得到廣泛的認(rèn)可，信號的傳導(dǎo)是一個復(fù)雜的且受到多方干預(yù)的過程：首先，活化的超家族配體信號分子識別TGF-β2型受體并與之結(jié)合，TGF-β2自身磷酸化后以募集式與TGFβ1結(jié)合形成二聚體復(fù)合物而具有激酶活性。此時已經(jīng)活化的TGFβ1將其底物smad2/3磷酸化，將信號傳到磷酸化的受體，并與Smad4結(jié)合將TGFβ的信號由胞漿傳遞到胞核內(nèi)，作用于特定的基因啟動子，與許多輔助活化因子和輔助抑制因子協(xié)同作用調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄[9-10]。I-Smad則與R-smads競爭結(jié)合活化TGF-β1的機(jī)會，阻斷信息的傳導(dǎo)[11]。

圖1 TGF-β1/Smad信號通路傳導(dǎo)示意圖

三、TGF-β1/Smad信號通路與早發(fā)性卵巢功能不全

TGF-β1/Smad信號通路在生命體中廣泛的參于細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動，參與介導(dǎo)組織與器官的正常生長和發(fā)育，在正常卵巢組織中有完整的TGF-β1/Smad信號通路，其中各個信號分子對顆粒細(xì)胞的分化與凋亡有著多層次的影響，并且干預(yù)卵泡的生長發(fā)育與排出，TGF-β1，smad2、smad3等的異常表達(dá)均會引起卵巢功能的異常。

1.TGF-β1異常表達(dá)對卵巢功能的影響：異常的TGF-β1表達(dá)導(dǎo)致卵泡發(fā)育障礙、無排卵。對雷公藤制備的大鼠模型進(jìn)行鏡下觀察發(fā)現(xiàn)組織形態(tài)學(xué)的變化：卵泡膜細(xì)胞層增厚，而顆粒層數(shù)減少，排列致密、染色加深且間質(zhì)增加；除此之外，更有閉鎖卵泡數(shù)目增多，黃體數(shù)目減少，無優(yōu)勢卵泡等一系列卵巢功能下降的表現(xiàn)。對比空白組TGF-β1在卵巢顆粒細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)，模型組的TGF-β1過表達(dá)明顯。故路帥等認(rèn)為，雷公藤導(dǎo)致卵泡發(fā)育障礙的機(jī)制與TGF-β1在顆粒細(xì)胞中的高表達(dá)有著因果關(guān)系，而其中機(jī)制與TGF-β1介導(dǎo)竇卵泡顆粒細(xì)胞的凋亡有著密切的相關(guān)性[12-13]。在劉慧萍的試驗(yàn)中，免疫性因素所致的卵巢早衰小鼠模型卵泡中顆粒細(xì)胞TGF-β1蛋白表達(dá)明顯減弱，HE檢測發(fā)現(xiàn)卵泡閉鎖顯著增加，再次提示TGF-β1的非正常表達(dá)對卵巢功能有負(fù)面影響[14]。胡興文等人在對比TGF-β1在卵泡液和血清中TGF-β1的濃度時發(fā)現(xiàn)，前者明顯低于后者，故推測TGF-β1沒有卵巢源性，并產(chǎn)生了TGF-β1對卵母細(xì)胞的發(fā)育成熟有抑制作用的猜想[15]。對不孕癥患者顆粒細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，TGF-β1對顆粒細(xì)胞卵丘擴(kuò)展相關(guān)基因PTX3、TNFAIP有促進(jìn)作用，并呈濃度梯度正相關(guān)以及作用時間正相關(guān)[16]。

2.TGF-β1/Smad信號通路對卵巢功能的影響：TGF-β1在信號傳導(dǎo)中通過對直接作用底物smad蛋白的影響參與調(diào)節(jié)雌激素的生成，對維持卵巢內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)有著重要影響。早在2001年，呂時銘等[17]將人顆粒細(xì)胞離體培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)在無卵泡刺激素干預(yù)條件下TGF-β1可以使顆粒細(xì)胞分泌雌二醇，且適當(dāng)濃度的TGF-β1可以增強(qiáng)fsh促進(jìn)雌二醇分泌的效果。而卵泡刺激素FSH對Smad2/Smad3有激活作用，且依賴TGF-β2調(diào)節(jié)TGF-β1/Smad信號通路調(diào)控卵巢功能[18]。2008年Zheng等人的實(shí)驗(yàn)在驗(yàn)證了這一點(diǎn)的同時,還說明了TGF-β1通過抑制參與雄激素轉(zhuǎn)化為E2的關(guān)鍵酶來抑制顆粒細(xì)胞中E2的合成[19]。除此之外，大量實(shí)驗(yàn)研究表明，TGF-β1/Smad信號通路同時介導(dǎo)顆粒細(xì)胞的凋亡以及卵泡的生發(fā)，而其具體作用分子是smads家族各成員蛋白。應(yīng)用基因敲除技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)單獨(dú)對雌性小鼠去除Smad3基因[20-21]將導(dǎo)致穩(wěn)定動情周期的缺失，卵泡發(fā)育的紊亂，顆粒細(xì)胞凋亡的增加，進(jìn)而導(dǎo)致卵泡閉鎖的增加，對生育功能并無明顯影響，然而在同時敲除Smad2與Smad3這一對基因時[22]，雌性大鼠則喪失生育功能。應(yīng)用siRNA轉(zhuǎn)染手段研究顯示，Smad2和Smad3分別參與TGF-β1上調(diào)和PGE的生成，進(jìn)而參與卵巢調(diào)控排卵的發(fā)生和發(fā)展[23]。Yu[24]等使用Cyp19-Cre小鼠，對其排卵前卵泡中的顆粒細(xì)胞特異性地清除Smad4，結(jié)果導(dǎo)致卵泡閉鎖的增加，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，Smad4的缺失降低了Nppc和Npr2的表達(dá)，使其維持卵母細(xì)胞減數(shù)分裂阻滯的作用減弱，損害女性生育功能[25]。

三、總結(jié)

TGF-β1/Smad信號通路在卵巢的發(fā)生發(fā)育中有著非常重要的作用，任何一個信號分子對卵巢功能產(chǎn)生的影響都是復(fù)雜而多方的。TGF-β1通過對顆粒細(xì)胞的影響干預(yù)雌激素的生成，同時提高受體對fsh的敏感性，增強(qiáng)雌激素分泌效果，除此之外其在信號通路中通過對底物Smad蛋白影響對顆粒細(xì)胞的發(fā)育以及卵泡的發(fā)育排出都有著不同程度的影響。對于不同病因造成的早發(fā)性卵巢功能不全模型的觀察提示我們TGF-β1的過高表達(dá)或者過低表達(dá)都會產(chǎn)生卵巢功能方面的障礙：尤為明顯的化療源性POI模型中卵巢組織的TGF-β1高表達(dá)以及免疫性因素導(dǎo)致的POI模型中TGF-β1低表達(dá)。我們可大體推測這種現(xiàn)象與TGF-β1對顆粒細(xì)胞的發(fā)生發(fā)育以及凋亡有聯(lián)系，然而其中具體機(jī)理仍未有一個明確化的理論學(xué)說。信號在整條信號通路的傳導(dǎo)受多個分子的調(diào)控和干預(yù)，而任何一個信號分子的上調(diào)或者下降導(dǎo)致的結(jié)果是多個作用疊加而導(dǎo)致的，我們應(yīng)當(dāng)從更加細(xì)致的角度來客觀評價(jià)TGF-β1在整條信號通路中的影響，以詮釋整條信號通路與疾病的相關(guān)性，例如基因角度。