郭肖竹，于津瀾，姜玥，張躍輝

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學，哈爾濱 150040； 2.哈爾濱市道里區(qū)人民醫(yī)院婦科，哈爾濱150070；3.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院婦科，哈爾濱 150040)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是一種復雜的生殖內分泌疾病，多發(fā)生于20～40歲的育齡期女性，許多女性因PCOS導致不孕。PCOS主要的癥狀和體征包括：①月經稀發(fā)，PCOS患者每年的月經周期較少(<10個周期)。②高雄激素血癥，PCOS患者雄激素水平升高，導致臨床出現(xiàn)痤瘡、多毛等。③存在囊性卵泡，超聲下單側或雙側卵巢內卵泡數量≥12個，直徑為2～9 mm，缺少優(yōu)勢卵泡。④胰島素抵抗和代謝性高胰島素血癥，>50%的PCOS患者會出現(xiàn)肥胖，且常呈腹部肥胖型；胰島素抵抗還會使患者外陰、頸背部、腋下等皮膚褶皺部位出現(xiàn)褐色素沉著，呈黑棘皮征[1]。⑤PCOS相關代謝綜合征，PCOS與其他代謝綜合征有關，包括心血管疾病、肥胖癥、2型糖尿病等[2]。導致PCOS的病理因素主要包括遺傳因素、環(huán)境因素、激素失調以及久坐等不良生活方式[3]。目前關于PCOS的治療多采用對癥治療或誘發(fā)排卵治療，因此實驗動物模型的研究和發(fā)展不僅有助于深入了解PCOS的病理生理學，還可針對PCOS不同癥狀制訂最佳治療方案。現(xiàn)就PCOS實驗模型的最新研究進展予以綜述。

1 環(huán)境因素誘發(fā)的PCOS模型

隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化進程的加快，工業(yè)產生的化學物質可以通過多種途徑進入人體，對人體的生殖內分泌系統(tǒng)造成不同程度的影響。這些化學物質成為誘發(fā)女性PCOS的潛在危險因素。因此，探討環(huán)境因素誘發(fā)的PCOS動物模型對研究現(xiàn)代女性PCOS發(fā)病機制具有重要意義。

1.1雙酚A(bisphenol A，BPA) 環(huán)境因素與PCOS密切相關。內分泌干擾物又稱環(huán)境激素，是一種外源性干擾內分泌系統(tǒng)的化學物質，可通過干擾內源激素的合成、分泌、運輸、代謝及排泄影響機體正常的生理功能。BPA是內分泌干擾物中的一種，作為合成的異雌激素，BPA常用于生產聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂[4]，水瓶、高架水箱、水管、食品和飲料包裝等均含有BPA。研究表明，接觸BPA可導致嚙齒類動物PCOS進展，如暴露于高水平BPA(500 μg)下可導致新生大鼠促性腺激素釋放激素分泌增加、成年大鼠睪丸激素水平升高[5]。此外，產前暴露于BPA的綿羊母體循環(huán)中的BPA水平升高，后代可能會出現(xiàn)生殖畸形，且其卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)和黃體生成素(luteinizing hormone，LH)水平與PCOS患者相似[6]。同時，BPA還可在體外通過作用于胰島β細胞刺激其產生胰島素，這也可能是胰島素抵抗的原因[7-8]。此外，BPA亦可增加動物體重，因此可作為致肥胖劑。由于BPA可抑制脂聯(lián)素從脂肪組織中釋放，因此可抑制胰島素抵抗；同時，BPA還可減緩機體新陳代謝，減少食物攝入，從而破壞胰島素信號轉導，最終破壞體內葡萄糖的穩(wěn)態(tài)，進而導致胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥[9]。還有報道顯示，單劑量BPA處理的成年小鼠會出現(xiàn)胰島素水平升高、血糖水平降低、新陳代謝減慢[10]。

綜上，BPA可通過生殖、內分泌和糖脂合成等影響實驗動物的正常代謝，最終導致PCOS的發(fā)生發(fā)展。同時，暴露于BPA的實驗動物均在不同程度上表現(xiàn)出類似PCOS患者的特征，因此PCOS誘導的動物模型有望成為研究人類PCOS發(fā)病機制的理想動物模型。由于現(xiàn)代社會塑料制品的普遍應用，BPA很可能成為誘導PCOS發(fā)展的高危環(huán)境因素之一。

1.2鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[di-(2-ethylhexyl) phthalate，DEHP] DEHP也是一種內分泌干擾物，可誘發(fā)類似于BPA的PCOS癥狀?，F(xiàn)代研究表明，按體重給予成年雌性大鼠2 g/kg DEHP，12 d后大鼠會出現(xiàn)不規(guī)則的周期(持續(xù)處于間期)，即無排卵，且血清FSH水平顯著升高、雌二醇水平降低；與給予等劑量0.9%氯化鈉溶液的大鼠相比，給予DEHP的成年雌性大鼠卵泡數量增加[11]。另有研究發(fā)現(xiàn)，經胃腸外途徑給予圍生期妊娠小鼠DEHP，其后代表現(xiàn)出與PCOS相似的遺傳和卵巢形態(tài)學改變[12]。通過檢測PCOS患者血清和尿液樣本中的DEHP及其代謝產物發(fā)現(xiàn)，DEHP與PCOS密切相關[13]，但DEHP誘導PCOS的作用機制目前尚不清楚。此外，DEHP既具有激動雌激素的特性，又具有抗雄激素特性。研究發(fā)現(xiàn)，DEHP可通過抑制LH阻止排卵[11，14-15]。還有報道顯示，DEHP可降低芳香化酶信使RNA和酶水平[16]，而芳香化酶可將睪丸激素轉化為雌二醇并維持高雄激素狀態(tài)。可見，DEHP作用下的實驗動物雖然在某些方面表現(xiàn)出類似PCOS的癥狀，但與人類PCOS特征的相似度仍偏低，且作用機制目前尚不明確。因此，在明確DEHP誘導動物PCOS發(fā)病機制前，不建議將DEHP動物模型作為研究女性PCOS的理想模型。

1.3三丁基錫(tributyltin，TBT) TBT也是一種內分泌干擾物，因其具有致肥胖作用而受到廣泛關注[17]。胰島素抵抗是PCOS的特征之一，且肥胖與胰島素抵抗有關，因此近年的研究多集中于由TBT引起的PCOS進展。Sena等[18]研究顯示，給予大鼠TBT后其表現(xiàn)出不規(guī)則的發(fā)情周期、高雄激素血癥以及代謝變慢，包括血清胰島素和瘦素水平升高、LH水平降低以及卵巢缺少優(yōu)勢卵泡等。Sarmento等[19]研究指出，暴露于低劑量TBT的雌性小鼠表現(xiàn)出健康卵巢卵泡數量減少、原始卵泡數量減少且囊性卵泡數量增加，同時伴有睪丸激素水平異常。TBT可導致脂肪細胞數量增加，進而加速脂肪堆積和肥胖的概率，導致胰島素抵抗，并可能導致PCOS癥狀[20]。雖然TBT模型具有PCOS的大多數功能，但該模型可模擬肥胖的PCOS狀態(tài)，對于瘦型的PCOS可能不適合。因此，TBT模型可作為研究肥胖型PCOS的動物模型，并可用于胰島素抵抗對癥治療的研究。

2 激素干擾誘發(fā)的PCOS模型

高雄激素血癥是PCOS患者的顯著特征，因此使用合成激素、激動劑或拮抗劑進行激素干預可以模仿PCOS模型。目前已開發(fā)出雄激素誘導模型、雌激素誘導模型、抗孕激素誘導模型等PCOS模型。由于各種激素模型的作用機制不同，出現(xiàn)不同的特征性PCOS表現(xiàn)，其中以雄激素誘導模型所體現(xiàn)的PCOS癥狀最典型。

2.1雄激素誘導模型 雖然睪丸激素是生殖激素中的主要雄激素，但脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)、雙氫睪酮(dihydrotestosterone，DHT)等其他雄激素也大量存在。為模擬PCOS狀態(tài)，睪丸激素、丙酸睪丸激素、DHEA、DHT等雄激素均被用于誘發(fā)動物體內的高雄激素血癥。

在產前或新生兒條件下使用睪丸激素和丙酸睪丸激素可誘導PCOS發(fā)生。研究指出，產后大鼠經腹膜注射10 mg/kg丙酸睪丸激素后表現(xiàn)出PCOS患者的特征，即出現(xiàn)不規(guī)則的動情周期、睪丸激素和胰島素水平升高、雌二醇水平不變、孕酮水平降低以及排卵受阻等，與給予等劑量0.9%氯化鈉溶液的大鼠相比，給予丙酸睪丸激素的大鼠沒有黃體[21-23]。因此，在青春期前(約21日齡)利用丙酸睪丸激素可誘導大鼠PCOS模型。由此可見，利用睪丸激素或丙酸睪丸激素作為嚙齒類動物產后治療，可以開發(fā)出一種類似于人類的PCOS模型，且其生殖特征(如周期改變、卵巢多囊改變、睪丸激素水平升高)以及代謝特征(胰島素抵抗等)均與PCOS患者相似，是一種較理想的PCOS模型。但目前由丙酸睪丸激素誘導的PCOS模型尚缺乏代謝破壞的具體證據，還有待進一步研究驗證。

由于PCOS患者的DHEA水平升高[24]，其成為科學家用于誘導動物PCOS模型的第一種藥物[25]。Wang等[26]研究表明，給予孕20 d的大鼠注射DHEA，在其生育能力受損的后代中發(fā)現(xiàn)囊性卵泡，同時其睪丸激素、雌二醇和孕酮水平均升高。此外，產后暴露于DHEA可導致PCOS模型疾病發(fā)展。與給予等劑量芝麻油的大鼠相比，皮下注射DHEA至出生后的大鼠(即21 d)表現(xiàn)出囊性卵泡存在、閉鎖卵泡數量增加，同時血漿睪丸激素水平升高[27]。由DHEA誘導建立的模型主要特征是空腹血糖水平升高；此外，應用DHEA治療的PCOS表現(xiàn)出LH水平升高、FSH水平降低、LH和FSH均降低或兩者均不變[28]。但目前關于DHEA誘導的PCOS模型代謝紊亂的信息和證據均較少。雖然DHEA誘導的PCOS嚙齒類動物模型具有與PCOS患者相似的關鍵特征，但形態(tài)學特征與人類不同，DHEA誘導的PCOS嚙齒類動物模型的囊性卵泡具有較薄的卵泡膜細胞層，而人類的卵泡膜細胞層卻增厚，這種差異產生的原理和作用機制還有待進一步研究。

DHT是一種雄激素，產前給予妊娠15 d和19 d的大鼠(或小鼠)DHT均顯示出竇前卵泡數量增加以及血清睪丸激素和LH水平升高[29]。Osuka等[30]研究發(fā)現(xiàn)，產前暴露于DHT的大鼠表現(xiàn)出LH水平升高、動情周期不規(guī)則和正常體重，而產后應用DHT治療后則表現(xiàn)出周期性不規(guī)則、持續(xù)性動情、體重增加和LH水平正常，均與人類PCOS的特征類似。另有研究顯示，給予青春期前大鼠(7.5 mg)和小鼠(2.5 mg)DHT 90 d可建立一種更好的模型，其生殖和代謝紊亂特征均類似于PCOS患者[31]。由此可見，無論產前還是產后暴露于DHT均可引起實驗動物生殖和內分泌變化，但產后暴露所表現(xiàn)出的特征與PCOS患者更相符。DHT誘導的PCOS模型可作為研究激素調節(jié)機制以及卵巢變化的模型，該模型也是研究PCOS不同方面的合適模型，包括卵巢功能、病理生理、代謝紊亂以及治療等。

總之，由睪丸激素、丙酸睪丸激素、DHEA、DHT誘導的動物實驗模型均表現(xiàn)出不同的PCOS特征，其中DHEA誘導的模型表現(xiàn)出與人類PCOS不相符的特點，因此建議動物實驗中應謹慎選擇DHEA誘導的模型，以避免出現(xiàn)誤差。此外，關于實驗模型作用機制的研究目前尚不完善，未來仍需深入研究。

2.2雌激素誘導模型 由于PCOS患者體內血清雌激素水平升高，常應用雌激素以及其他形式的雌激素(如戊酸雌二醇、苯甲酸雌二醇)誘導動物模型PCOS癥狀。如應用苯甲酸雌二醇治療的新生大鼠(1日齡)雖表現(xiàn)出無周期性和無排卵的類似PCOS特征，但其血清LH水平和卵巢重量均降低，同時血清FSH水平升高，與PCOS患者的情況相反[32]。此外，給予戊酸雌二醇(2 mg)的大鼠未表現(xiàn)出PCOS的關鍵特征，即大鼠未出現(xiàn)高雄激素血癥或胰島素抵抗，與PCOS患者情況不相符[33]。另有研究顯示，暴露于戊酸雌二醇的成年大鼠出現(xiàn)不同程度的卵巢和內分泌受損，類似于PCOS患者，其中睪丸激素、雌激素、LH水平升高，同時FSH水平降低[34]。由此可見，雌激素誘導的PCOS模型適用于PCOS卵巢形態(tài)學改變的研究，但并不適用于PCOS患者內分泌改變的研究。

2.3來曲唑誘導模型 來曲唑是一種非甾體芳香化酶抑制劑，而芳香化酶可以催化雄激素向雌激素轉化。高雄激素性疾病中過量雄激素的產生包括外源性和內源性兩種途徑，即高雄激素性疾病既可通過外源性雄激素發(fā)展，又可通過抑制體內睪丸激素向雌二醇的轉化或刺激睪丸激素的合成而發(fā)展。因此，使用芳香化酶抑制劑可阻止睪丸激素向雌二醇的轉化并維持高雄激素血癥(建立PCOS模型的關鍵特征)。給予妊娠21 d大鼠來曲唑治療90 d，大鼠表現(xiàn)出不規(guī)則的動情周期和雌激素過多的狀態(tài)，而給予成年大鼠來曲唑幾乎表現(xiàn)出所有的PCOS生殖改變特征(如無排卵、無周期、睪丸激素和LH水平升高)及卵巢形態(tài)學改變(如卵巢大、卵泡多、顆粒細胞層薄、卵泡膜細胞厚)[35-36]。此外，除生殖改變外，給予來曲唑的大鼠還會出現(xiàn)與PCOS相關的代謝紊亂，如高血糖、高膽固醇、高三酰甘油水平以及體重增加，但胰島素敏感性不變[37-38]。由于使用來曲唑誘導的PCOS模型可能同時具有大部分生殖和代謝功能，可以對該模型進行PCOS研究驗證。同時，此模型還具有內分泌紊亂特征，因此適用于肥胖型PCOS的研究。總之，來曲唑誘導模型可作為理想的PCOS動物模型，尤其適用于PCOS生殖改變的研究。

2.4抗孕激素誘導模型 抗孕激素RU486是一種合成類固醇，也稱米非司酮，在妊娠期間廣泛用于殺胚治療，同時其對孕酮和糖皮質激素受體也具有拮抗作用。應用抗孕激素RU486治療可導致成年大鼠無排卵、無周期和卵巢多囊改變，血清LH、睪丸激素和雌二醇水平升高等PCOS特征[39]。雖然大鼠與人類PCOS相似，但由于抗孕激素RU486治療不會改變體重和胰島素敏感性，故其并未顯示與PCOS相關的代謝紊亂[40]。因此，抗孕激素誘導的PCOS動物模型僅適用于PCOS生殖和內分泌改變的研究，關于PCOS糖脂代謝方面的研究不建議應用抗孕激素模型。

3 以非人類靈長類動物作為PCOS模型

由于雌性獼猴的卵泡分化類似于人類，產前用睪丸激素治療的獼猴可作為PCOS模型[41]。雌性獼猴在妊娠晚期(孕100～110 d)暴露于高雄激素條件下也表現(xiàn)出成年PCOS樣表型，但它們在LH和胰島素分泌或胰島素作用方面沒有明顯異常。同樣，在妊娠期第40～44天接受睪酮治療的母鼠胎兒出現(xiàn)卵巢雄激素水平升高、LH分泌過多以及胰島素抵抗，且母鼠出現(xiàn)月經周期不規(guī)則[42-43]。正常成年雌性獼猴睪丸激素暴露可模擬PCOS患者的早期卵泡發(fā)育加快，這與卵巢內抗繆勒管激素水平降低有關；此外，成年雌性獼猴長期暴露于睪丸激素、雄烯二酮或雌酮，僅顯示雄激素過多、動情周期不規(guī)則，并未顯示多囊卵巢等PCOS卵巢形態(tài)學改變的特點[44]。以上研究均表明，可使用非人類靈長類動物作為PCOS模型。同時，非人類靈長類動物更易模擬PCOS患者特征，特別是其月經周期異常等生殖特征與人類相符。由于獼猴等靈長類動物與人類的基因序列更相似，因此，與大鼠相比，非人類靈長類動物更適合作為PCOS模型。

4 生活方式誘導的PCOS模型

在現(xiàn)代社會中，不良的生活方式是導致各種代謝綜合征的主要致病因素之一。在飲食方面，奶酪、炸薯條、添加糖的飲料、含有飽和脂肪酸和較少纖維素的食物等高鹽、高糖、高脂肪食物的過量攝入不僅可增加患肥胖癥的風險，還會損害飲食質量、改變能量攝入。此外，由于夜班工作制度而長時間暴露于恒光下，也可增加女性罹患PCOS的風險。有報道指出，在持續(xù)光照74 h或105 d后，女性體內會出現(xiàn)多囊卵泡[45-46]。但目前尚無研究指出PCOS恒定光照模型血清睪丸激素的具體濃度，雖然PCOS恒定光照模型具有與PCOS患者相似的激素變化以及囊性卵泡，但該模型并不適用于PCOS相關代謝性疾病的研究。

此外，慢性應激也可導致大鼠PCOS進展。Divyashree和Yajurvedi[47]研究發(fā)現(xiàn)，激活大鼠下丘腦-垂體-腎上腺軸后，持續(xù)12周的慢性應激可導致大鼠血清皮質酮、空腹血糖、血清胰島素水平顯著升高，并伴有囊性卵泡增多等PCOS特征。由壓力導致的糖皮質激素水平升高可造成血糖過高。此外，長時間的高血糖狀態(tài)可導致胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥，最終刺激卵巢囊性細胞合成大量雄激素。因此，慢性應激和壓力造成的代謝紊亂均可導致雌性大鼠PCOS的發(fā)展。

總之，不良飲食、夜班工作制和長期精神壓力等生活因素均可加速現(xiàn)代女性PCOS的產生和發(fā)展。目前生活方式誘導的動物模型僅提示PCOS相關癥狀的發(fā)展，且某些實驗參數尚不精確，因此生活方式誘導的PCOS模型還有待進一步研究。

5 小 結

盡管所有實驗模型均可顯示PCOS患者的某些特征，但經過雄激素處理的PCOS模型較其他模型更可靠；同時，還可通過建立非哺乳動物模型替代PCOS模型?？傊?，建立PCOS動物模型可深入理解PCOS，尤其是非人類靈長類動物PCOS模型，有助于探索PCOS的發(fā)病機制。此外，應用合適的PCOS動物模型還可確定同類藥物的最佳用藥，有助于PCOS對癥治療。同時，生活方式對PCOS患者的影響尤其重要，因此臨床應將改善生活方式和藥物治療等多種方式相結合治療PCOS，以提高臨床療效。