楊 珍 董曉英

早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency，POI)是對卵巢早衰、原發(fā)性卵巢功能不全等一類疾病的全新命名，最新的診斷建議是年齡低于40歲的女性連續(xù)4 個(gè)月的月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)，并連續(xù)2 次以上超過4 周間隔的血清促卵泡生成素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)>25 U/L[1,2]。相關(guān)研究表明，POI的人群發(fā)生率為1%，且有日趨增高之勢，嚴(yán)重地影響了女性的生殖能力及身心健康，受到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。新近研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激可能是導(dǎo)致POI發(fā)生的潛在原因，氧化應(yīng)激是指細(xì)胞暴露于高濃度氧分子或氧的化學(xué)衍生物而引起的細(xì)胞損傷，以活性氧、氮和抗氧化防御為特征的抗氧化分子失衡狀態(tài)，被認(rèn)為是細(xì)胞再生系統(tǒng)中凋亡的決定因素[3]。作用于生物大分子的活性氧自由基(reactive oxygen free radicals,ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen free radicals,RNS)可破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞和組織的生理和病理反應(yīng)。在男性和女性生育能力低下的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。增加的ROS水平可以阻斷囊狀卵泡中卵子的發(fā)育?？寡趸锖涂寡趸瘎┲g的這種不平衡會導(dǎo)致許多生殖疾病，如子宮內(nèi)膜異位癥、多囊卵巢綜合征和早發(fā)性卵巢功能不全等不明原因的不孕；妊娠并發(fā)癥，如自然流產(chǎn)、習(xí)慣性流產(chǎn)和先兆子癇，也可發(fā)展為對氧化應(yīng)激的反應(yīng)。研究表明，極端的體重和生活方式因素，如吸煙、飲酒和吸毒，都會促進(jìn)自由基的過量產(chǎn)生，從而影響生育能力。對環(huán)境污染物的接觸越來越令人擔(dān)憂，因?yàn)樗鼈円脖话l(fā)現(xiàn)會引發(fā)氧化狀態(tài)，可能是導(dǎo)致女性不孕的原因之一。因此，本文將探討氧化應(yīng)激與POI的關(guān)系及POI對生殖的影響。

一、氧化應(yīng)激概述

氧化應(yīng)激在內(nèi)分泌干擾物介導(dǎo)的生殖功能障礙中起著重要作用，人們認(rèn)為ROS可以作為細(xì)胞毒性評價(jià)的早期指標(biāo)。在人類和動物模型中，ROS和抗氧化劑參與了卵泡發(fā)育、卵母細(xì)胞成熟的調(diào)控。一些研究表明，氧化應(yīng)激是正常細(xì)胞增殖和凋亡中斷的重要因素之一，氧化應(yīng)激可誘導(dǎo)顆粒細(xì)胞凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致卵泡閉鎖，從而損害卵母細(xì)胞質(zhì)量。

二、POI與氧化應(yīng)激相關(guān)的3條信號通路

POI發(fā)生主要是由于卵巢衰退導(dǎo)致的嚴(yán)重排卵障礙，包括原始卵泡缺乏或不足、卵泡提前耗竭、卵泡生長發(fā)育異常等。始基卵泡是生殖細(xì)胞的基本單位，在女性生育中起到重要作用，紊亂的卵泡會導(dǎo)致一些生殖問題，氧化應(yīng)激中增加的ROS水平會阻斷囊狀卵泡中卵子的發(fā)育。而抗氧化物可以恢復(fù)ROS水平，保護(hù)卵巢免受氧自由基調(diào)節(jié)的損傷[5]。ROS的產(chǎn)生，盡管對于生理過程很重要，也可能會誘導(dǎo)病理狀態(tài)。氧化系統(tǒng)失衡導(dǎo)致循環(huán)產(chǎn)生的ROS進(jìn)行長期的累積，增加卵巢疾病發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)，如POI。

1.PI3K/Akt/mTOR信號通路：目前，氧化應(yīng)激信號通路在發(fā)展成POI女性的病理過程中發(fā)揮的損傷作用，已成為熱門研究課題。許多因子在PI3K/Akt/mTOR信號通路中參與卵母細(xì)胞生長、始基卵泡發(fā)育和顆粒細(xì)胞的增殖與分化[6]。PI3K/Akt主要對細(xì)胞的生長增殖有很大影響。近幾年，研究者調(diào)查已被證實(shí)的，早發(fā)性卵巢功能不全的卵巢相關(guān)生理病理的大鼠模型實(shí)驗(yàn)的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt/mTOR通路不僅參與到調(diào)節(jié)卵母細(xì)胞生長和調(diào)節(jié)，也在原始卵泡的存活和發(fā)育、加速顆粒細(xì)胞增殖和分化、阻礙顆粒細(xì)胞的凋亡中發(fā)揮重要作用。PI3K-Akt通路在顆粒細(xì)胞受到氧化應(yīng)激時(shí)，在調(diào)節(jié)FOXO 1的核/胞質(zhì)穿梭中起著關(guān)鍵作用[7,8]。FOXO 1作為一種保守的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)劑，負(fù)責(zé)確定細(xì)胞的命運(yùn)，在生長卵泡的顆粒細(xì)胞中有選擇性和高表達(dá)[9～12]。鼠卵巢組織免疫組織化學(xué)檢測顯示FOXO 1在卵泡閉鎖時(shí)集中在顆粒細(xì)胞內(nèi)，呈強(qiáng)核染色[13]。早期的研究顯示FOXO 1在調(diào)節(jié)顆粒細(xì)胞功能方面具有潛在的作用。例如，強(qiáng)迫FOXO 1在顆粒細(xì)胞中激活，可阻止促性腺激素引起的對甾醇/類固醇和脂質(zhì)生成所需基因的上調(diào)[14]。PI3K/Akt/mTOR信號通路在維持正常卵巢功能上有重要作用，PI3K信號通路的調(diào)節(jié)對POI的治療有著廣泛的前景。

2.SIRT1信號通路：SIRT1信號通路與卵巢的生理病理相關(guān)，是一種保護(hù)性的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸依賴性脫乙酰基酶，在各種生理及疾病狀態(tài)下發(fā)揮生物學(xué)作用[15]。SIRT1與酵母沉默信息調(diào)節(jié)器2同源，是研究最廣泛的沉默調(diào)節(jié)蛋白分子，它是抑制熱量和抵抗氧化的關(guān)鍵分子。SIRT1介導(dǎo)的FOXO 3、P53和NF等分子的去乙?；饔脤€粒體功能、凋亡和炎癥有著深遠(yuǎn)的影響[16]。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究證明，SIRT1在感官和調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原狀態(tài)發(fā)揮了重要作用，對于在體內(nèi)外暴露于氧化應(yīng)激下的細(xì)胞和組織，表現(xiàn)出保護(hù)性效果[17]。SIRT1的表達(dá)，位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中，被觀察到在哺乳動物顆粒細(xì)胞、卵母細(xì)胞、胚胎和人的卵巢細(xì)胞株中。SIRT1隨著衰老下調(diào)，而它信號通路的上調(diào)能保護(hù)小鼠卵母細(xì)胞對抗氧化應(yīng)激。

3.MAPKs信號通路：MAPKs信號通路是響應(yīng)氧化應(yīng)激基因轉(zhuǎn)錄的主要調(diào)控因子，轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子2(Nrf2)是細(xì)胞抗氧化應(yīng)激反應(yīng)中的關(guān)鍵因子，兩者協(xié)同調(diào)控細(xì)胞的氧化應(yīng)激。它們的信號級聯(lián)由絲氨酸和(或)蘇氨酸殘基的磷酸化和去磷酸化控制。這一過程促進(jìn)了受體酪氨酸激酶、蛋白酪氨酸激酶、細(xì)胞因子受體和生長因子的作用[18]。過量的活性氧會破壞這些級聯(lián)信號通路的正常作用。MAPKs主要存在3個(gè)亞族：ERK1/2MAPK 家族、JNK/SAPKMAPK 家族和P38MAPK 家族，在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，MAPKs 3 個(gè)亞族發(fā)揮不同作用。ERK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是最早發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典Ras-Raf-MAPK 信號通路，ERK 活化后促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入G1期; 應(yīng)激可通過Ras 或非Ras 兩條途徑激活JNK，JNK通路由于受到GST酶的抑制而阻止磷酸化。在這個(gè)級聯(lián)中加入H2O2可以破壞復(fù)合物，促進(jìn)磷酸化，JNK 的活化可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡; P38 上游激活物為MKK3、MKK4 及MKK6、MKK4， 它們與JNK 通路共用，其余兩個(gè)特異性激活P38 信號通路，P38 通路被應(yīng)激激活后，同樣可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡[19,20]。胞內(nèi)多種應(yīng)激狀態(tài)如氧化應(yīng)激、熱休克和炎性反應(yīng)都能激活JNK 與P38 信號通路。氧化應(yīng)激會改變細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，從而破壞細(xì)胞生長和增殖所需的生理過程。

由此可見，PI3K/Akt/mTOR信號通路中參與卵母細(xì)胞生長、始基卵泡發(fā)育和顆粒細(xì)胞的增殖與分化；SIRT1的表達(dá)被觀察到在哺乳動物顆粒細(xì)胞、卵母細(xì)胞、胚胎和人的卵巢細(xì)胞株中，它的信號通路的上調(diào)能保護(hù)小鼠卵母細(xì)胞對抗氧化應(yīng)激；MAPKs信號通路和轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子2(Nrf2)協(xié)同調(diào)控卵母細(xì)胞的氧化應(yīng)激。因此上述3條通路成為通過氧化應(yīng)激影響卵泡發(fā)育的重要通路。

三、POI的孕育及妊娠結(jié)果

25%的POI患者具有間歇性和不可預(yù)見性，自發(fā)受孕的可能性估計(jì)為4%～10%[21,22]。這些女性的卵巢儲備是通過超聲計(jì)數(shù)的竇卵泡和抗繆勒試管激素，卵泡刺激素，雌二醇(E2)和抑制素B的檢測。Naredi等[22]對358例特發(fā)性POI患者進(jìn)行了近6年的隨訪，48個(gè)月累計(jì)妊娠時(shí)間為4.3%。21例自然妊娠導(dǎo)致16例活產(chǎn)，1例雙胎，4例流產(chǎn)，1例選擇性流產(chǎn)。2例妊娠合并妊娠糖尿病，1例甲狀腺功能減退，1例單胎妊娠導(dǎo)致早產(chǎn)。但目前在改善患者自身配子的生殖方面進(jìn)展甚微，已有一些研究評價(jià)雌激素、促性腺激素釋放激素類似物、糖皮質(zhì)激素與促性腺激素刺激卵巢的效果，大約20%的POI患者排卵。卵母細(xì)胞捐贈是已被證明并推薦的治療婦女POI導(dǎo)致妊娠困難的方法。卵子捐獻(xiàn)周期后的妊娠率約為40%，且累積妊娠率很高，4個(gè)周期后達(dá)到70%～80%[23]。Ameratunga等[23]報(bào)道了36例POI患者卵子捐獻(xiàn)后發(fā)生的并發(fā)癥：早產(chǎn)3例，妊娠高血壓5例，妊娠期糖尿病2例，宮內(nèi)生長遲緩1例。兩胎移植后有兩例雙胎妊娠[24]。

隨著癌癥患病率總體上升，受影響患者的長期生存率也隨之上升。因此應(yīng)高度關(guān)注對化學(xué)治療、放射治療或外科手術(shù)引起的醫(yī)源性POI的保護(hù)。在接受癌癥治療的年輕女性中，在放療和保留生育的手術(shù)中應(yīng)考慮屏蔽或卵巢移位?；熎陂g給予促性腺激素釋放激素類似物可顯著降低年輕癌癥患者發(fā)生POI的風(fēng)險(xiǎn)，但對生育能力無保護(hù)作用[25,26]。胚胎和成熟卵母細(xì)胞的冷凍保存是臨床公認(rèn)的方法，妊娠率和活產(chǎn)率高達(dá)25%。其他選擇，如取回未成熟的卵母細(xì)胞，使其在體外成熟，冷凍性腺組織或使用卵巢干細(xì)胞的新方法，都有希望指導(dǎo)治療POI造成的生殖問題，但仍被認(rèn)為停留在實(shí)驗(yàn)階段。

四、展 望

POI嚴(yán)重影響女性的身心健康，極大降低了女性的生殖能力。氧化應(yīng)激在生殖過程中具有雙刃劍的作用，一些研究已經(jīng)把氧化應(yīng)激作為一些生殖問題的病理因素，盡管大部分POI患者被認(rèn)為是特發(fā)性的，有研究表明，大約70%細(xì)胞遺傳正常的特發(fā)性POI患者有ROS水平的升高，氧化/抗氧化是一種平衡狀態(tài)，兩方面相互制約相互影響女性生殖功能及妊娠結(jié)局。卵泡的發(fā)育和成熟在女性生育中至關(guān)重要，低ROS水平可以促進(jìn)卵泡發(fā)生、卵母細(xì)胞成熟、卵巢類固醇生成和受精。當(dāng)ROS水平超過細(xì)胞抗氧化防御能力就導(dǎo)致氧化應(yīng)激，因此，在POI患者中觀察衡量ROS水平對卵泡發(fā)生的損傷或始基卵泡凋亡的加速有重要作用。外源性抗氧化酶及內(nèi)源性抗氧化體系對提高機(jī)體抗氧化能力具有重要作用。而對機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)的調(diào)控，最終還是應(yīng)通過改善內(nèi)源性抗氧化能力，對氧化/抗氧化平衡狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)調(diào)控，保證機(jī)體正常功能的發(fā)揮。例如，抗氧化劑補(bǔ)充在預(yù)防早孕損失方面進(jìn)行了研究，其想法是替換耗盡的抗氧化劑儲備，以對抗絕大多數(shù)氧化環(huán)境。所以進(jìn)一步研究內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激信號通路，如SIRT信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，對改善女性生殖功能，提高卵母細(xì)胞質(zhì)量具有重要意義。

綜上所述，通過從氧化應(yīng)激角度來討論P(yáng)OI對生殖帶來的影響，可以發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激對POI的產(chǎn)生有非常重要的作用，POI的發(fā)展會對生殖系統(tǒng)造成不可逆的損傷，因此，早期對氧化應(yīng)激的檢測和促進(jìn)抗氧化的管理可能會延遲或預(yù)防氧化應(yīng)激引起的POI，將對解決POI產(chǎn)生的生殖問題帶來巨大的優(yōu)勢。