'摘要( 抗磷脂综合征是以抗磷脂抗体介导的# 以动静脉血栓形成' 病理妊娠或血小板 减少为临床表现特征的一系列综合征& 近年来# 妊娠合并抗磷脂综合征导致的不良母胎结局 愈加引起重视& 对妊娠合并抗磷脂综合征的患者及早诊断及治疗# 可大幅减少不良母胎结 局# 本文对抗磷脂综合征在产科领域的诊疗作一综述& '关键词( 抗磷脂综合征, 妊娠, 抗磷脂抗体, 抗凝治疗 , 免疫调节治疗
卵泡是哺乳动物生殖系统的核心功能单位,大 量研究正致力于阐明卵泡形成的具体机制。在女性 生殖周期里,卵泡发育涉及神经调节、神经内分泌 调节、内分泌调节以及旁分泌和自分泌等一系列高 度协调的生理过程。卵母细胞的成熟需要经历一段 漫长而复杂的发育过程才能获得受精和形成胚胎 的能力。颗粒细胞是组成卵泡的重要细胞之一,随 着对颗粒细胞功能和作用机制更深入地研究,发现 其在卵母细胞发育过程中起着至关重要的作用。大 量研究证明,卵泡是在与颗粒细胞相关的连接蛋 白、激素和细胞因子共同作用下发育成熟的。
1.卵泡的发育
1.1 卵泡的结构 卵泡是女性生殖系统的基本功能单位,由膜细胞、颗粒细胞和卵母细胞组成。膜细 胞和颗粒细胞之间是基底膜,卵母细胞和颗粒细胞 由透明带间隔。透明带是一种围绕在卵母细胞外的 基质,形成于初级卵泡阶段,主要由卵母细胞分泌 的糖蛋白组成,同时也作为一种保护卵母细胞的屏 障,移植时还可以保护胚胎并可防止多精入卵。
1.2 卵泡的功能 卵泡按发育顺序分为:原始卵 泡—生长卵泡(初级卵泡、次级卵泡)—成熟卵泡; 按形态结构分为:原始卵泡—窦前卵泡—窦状卵 泡—成熟卵泡。卵泡个数在胎儿时期就已确定,因 此卵巢的衰老与始基卵泡池卵泡的减少或衰竭有 关。窦状卵泡发育阶段,大部分卵泡闭锁凋亡,少数 到达青春期后,在周期性促性腺激素作用下发育为 窦状卵泡。成熟的卵泡是女性生育期周期性分泌雌 激素的主要来源,每个生理周期中,在卵泡刺激素 (follicle-stimulating hormone,FSH)峰作用下募集得 到优势卵泡,黄体生成素(luteinizing hormone,LH)峰促进卵泡排出成熟卵母细胞,剩余卵泡结构转变 为黄体,主要由膜细胞和颗粒细胞组成。
1.3 卵泡发育影响因素 多种因素可影响卵泡的 发育,包括卵泡自身因素和外在因素。多种基因突 变可致卵泡发育障碍,已知的转录因子NR5AI、 NOBOX、FIGLA和FOXL2基因突变能影响性腺发育, 导致早发性卵巢功能不全(POI)[1]。大量研究证明, 生命早期暴露于有害化学物质中,包括内分泌干扰 物质,后期可导致一系列疾病发生,生殖细胞是最 易受化学药物暴露损伤的细胞之一,特别是在减数 分裂期和卵泡形成期[2]。
2 颗粒细胞功能
原始颗粒细胞围绕在卵母细胞周围分化成两 种结构和功能不同的亚型:卵丘细胞和壁层颗粒细 胞。卵丘细胞直接与卵母细胞接触,构成的特殊结 构叫卵丘卵母复合体 (cumulus -oocyte complex, COC),卵丘细胞参与细胞增殖和代谢;壁层颗粒细 胞分布在卵泡壁,靠近基底膜和膜细胞,参与细胞 分化和信号转导[3],可诱导为非整合的诱导多能干 细胞[4]。壁层颗粒细胞还是类固醇激素生成的主要 细胞,以旁分泌的方式促进卵泡发育。FSH由脑垂体 分泌,是下丘脑-垂体-性腺轴中的重要激素。颗粒 细胞表面有丰富的受体,如:FSH受体、LH受体和雌 激素受体。FSH与颗粒细胞上的FSH受体结合后,产 生多种信号分子,促进卵泡募集,卵母细胞生长,使 窦前卵泡向窦状卵泡发育,同时也促进颗粒细胞增 殖和细胞内芳香化酶的合成,芳香化酶催化雄激素 转化为雌激素[5]。LH同样由脑垂体分泌,其作用是发 动卵母细胞减数分裂、排卵、促进卵泡分化成黄体。 LH峰作用于颗粒细胞上的LH受体,诱导卵丘颗粒细 胞分泌透明质酸,使输卵管捕获卵巢排出的卵子[6]。 颗粒细胞表达的雌激素受体在雌激素刺激下诱导 卵泡发育成熟和排卵。
2.1 颗粒细胞-卵母细胞间的相互作用 卵母细胞 的成熟依靠卵巢和卵泡微环境自身稳态的维持。卵 母细胞与颗粒细胞间的相互作用随着卵泡的不同 发育阶段以不同的方式相互联系[7],间隙连接在其 中发挥着重要作用。间隙连接是两个相邻细胞间的 一种微小型膜包绕的水通道蛋白,颗粒细胞、卵母 细胞和膜细胞通过这些通道相互输送营养物质和 信号分子,从而协调各细胞间的活动。小鼠卵泡发 展到次级卵泡阶段时,卵母细胞和颗粒细胞间表达 间隙连接蛋白37(悦曾猿苑),悦曾猿苑作为一种特异性连接卵母细胞与颗粒细胞的连接蛋白,当缺乏时,卵母 细胞未能获得减数分裂能力而停止发育[8]。另一重 要的间隙连接蛋白源猿(悦曾源猿),随着卵泡发育,颗粒 细胞表面的Cx43表达量增多,Cx43表达减少可表现 为颗粒细胞生长缓慢,卵母细胞缺陷,卵泡发育到 单层颗粒细胞阶段便停止生长。 早期作用于卵母细胞和颗粒细胞间的信号因 子,在最初的募集中发挥着重要作用。生长分化因 子9(growth differentiation factors 9,GDF9)和BMP15 (bone morphogenetic proteins 15)属于转化生长因子 茁(TGF茁)超家族成员,是卵泡发育中的重要因子。 BMP15和GDF9通过抑制LH、FSH受体mRNA的表达 来抑制促性腺激素诱导颗粒细胞合成孕酮,从而调 控卵泡发育和成熟。GDF9只在卵母细胞中表达,而 BMP15最初认为来源于卵母细胞,后来在卵丘细胞、 颗粒细胞和体细胞都有检测到[9]。卵泡形成早期阶 段主要由GDF9调控,后期阶段主要由BMP15调控。 GDF9/BMP15 异常调节或自发突变都可能改变细胞 内信号通路,影响卵巢功能,进而导致女性生殖性 疾病[10]。当BMP15基因突变时,生成的BMP15未能有 效刺激颗粒细胞生长,可导致原发性或继发性闭经 甚至POI[11],卵母细胞特异性表达的Nobox基因突变 也可引起GDF-9转录激活缺陷,发展为POI[12]。 卵母细胞内高浓度环磷酸腺苷(cAMP)是细胞 减数分裂停滞的重要因素,卵母细胞成熟抑制剂 (OMI)可提高细胞内cAMP水平。最新研究表明卵泡 液中的C型利钠肽(C-type natriuretic peptide,CNP)、 脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)及次黄嘌呤等 可作为OMI,维持卵母细胞减数分裂抑制状态,LH 通过降低CNP和BNP的表达而缓解抑制效应[13]。 CNP、BNP由壁层颗粒细胞分泌至滤泡,其受体Npr2 主要在卵丘细胞上表达,CNP与Npr2结合后,卵丘细 胞环鸟苷酸(糟郧酝孕)水平增高,cGMP经间隙连接传 递至卵母细胞抑制磷酸二酯酶3A(PDE3A)活性,阻 碍cAMP降解[14],维持细胞减数分裂抑制状态,从而 提高了哺乳动物发育潜能。 可见,颗粒细胞和卵母细胞主要通过间隙连接 传递各种细胞因子,促进彼此生长,维持卵泡适当 的发育速度。
2.2 颗粒细胞-膜细胞间的相互作用 次级卵泡阶 段开始形成卵泡膜细胞,膜细胞起源于卵巢基质中 的成纤维细胞,内含大量脂类物质和滑面内质网并 存在丰富的LH受体,LH促进膜细胞内固醇类物质 经胆固醇侧链裂解酶P450合成孕烯醇酮,然后经17琢-羟化酶(CYP17)催化为脱氢表雄酮,最后在3茁 羟化类固醇脱氢酶(3茁-HSD)作用下合成睾酮。膜 细胞内睾酮经基底膜转运至颗粒细胞后,FSH可促 进颗粒细胞内芳香化酶将睾酮催化成雌激素,即经 典的两细胞两促性腺激素学说。
3 颗粒细胞与卵母细胞参与的主要信号通路
3.1 卵泡激活和发育相关信号通路 始基卵泡的激活首先发生 颗粒细胞改变而后刺激卵母细胞生长。研究发现, 次级卵泡之前的卵泡还未形成功能性FSH受体,早 期颗粒细胞产生cAM孕,通过间隙连接转运到卵母 细胞,颗粒细胞和始基卵泡在cAMP信号通路激动 剂激动下,芳香化酶和FSH受体表达量增多,高水平 的cAMP可维持卵母细胞停止在减数分裂期,而低水 平的cAMP则发动减数分裂[15]。可见,内源性cAMP激 活剂在卵泡最初募集后的分化中具有非常重要的 作用。 许多卵母细胞中的信号通路都被报道与 卵泡的激活相关。PI3K信号通路、哺乳动物雷帕霉 素靶蛋白复合物1 (mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)信号通路及一些卵母细胞特异 性转录因子都具有调节激活休眠状态卵母细胞的 作用[16]。PI3K/AKT信号通路在始基卵泡最初募集期 间发挥着主要作用,通过敲除小鼠卵母细胞特异性 基因Pten(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10)过度激活PI3K信号通路,引起始基 卵泡过度活化,导致成年期卵巢始基卵泡迅速消耗 和POI[17]。PI3K/AKT信号通路下游的主要转录调节 因子FOXO3(Forkhead box O3)被激活的PI3K途径磷 酸化而受抑制,而活化的FOXO3通过抑制卵子发生 和卵泡形成过程中必要的基因而阻断始基卵泡激 活[18]。因此,PI3K/AKT信号通路可通过控制FOXO3 的磷酸化调节卵子发生过程。结 节 性 硬 化 复 合 物 (tuberous sclerosis complex,TSC)和mTORC1也可调 节卵母细胞的生长。小鼠实验中,通过敲除TSC1或 TSC2激活mTORC员,导致休眠状态的始基卵泡过度 激活,这可能与核糖体蛋白S6(rpS6)激酶1/rpS6信号 通路上调,促进卵母细胞中蛋白质翻译和核糖体合 成有关[19]。在女性生殖功能方面,mTOR信号通路在 调节卵母细胞生长发育和卵泡激活上发挥着重要作用,但卵母细胞和卵巢各发育阶段相关的上下游 分子机制仍需要更深入探索。 有丝分裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated proteinkinases,MAPK)在真核生 物中广泛表达并高度保守,是将细胞外信号传导至 细胞核内的重要传递者。MAPK信号通路在细胞增 殖、应激、凋亡免疫防御和卵泡发育过程中发挥着 重要作用,具有控制细胞生长、分化和凋亡等生物 功能。其中MAPK级联反应中的胞外信号调节激酶 (ERK)1、2和p38分别通过正向和负向调节颗粒细胞 的生长凋亡,从而调控卵泡的生长发育。FSH可激活 颗粒细胞中的ERK1/2磷酸激酶,诱导甾体激素的生 成[20]。也可激活颗粒细胞中p38激酶,促进p450arom mRNA的表达,从而提高雌激素水平。卵巢细胞中, 葡萄糖通过MAPK调节胰岛素介导的信号转导,与 FSH和LH共同调节卵巢功能[21]。
3.2 卵泡闭锁相关信号通路———Beclin-1/Bcl-2信 号通路 Beclin-1是PI3K-芋复合物的组成部分,含 有Bcl-2同源性3(BH3)结构域[22],属于Bcl-2结合蛋 白。Bcl-2家族是哺乳动物卵巢发育过程中细胞凋亡 的重要调控因子,其成员中的Bcl2l1和Bcl-2还参与 自噬调节,自噬可发生在与凋亡相关的颗粒细胞与 卵母细胞中,决定卵泡的生长或闭锁[23],研究发现, Beclin可调节黄体寿命,孕鼠卵巢颗粒细胞缺乏 beclin-1基因会使孕酮分泌减少从而易引起早产[24], Beclin-1与抗凋亡蛋白Bcl-2共同维持细胞自噬和 凋亡间的平衡,适当自噬可抑制凋亡,而自噬过度 也能促进凋亡,自噬体的积累是调控细胞凋亡的重 要因素,二者的相互作用在卵泡生长和闭锁、生殖 方面发挥着重要作用。
4 结语 颗粒细胞产生多种物质可作为支持卵母细胞 生长成熟的营养物质,卵母细胞也分泌多种细胞因 子作用于颗粒细胞表面上相应的受体,促进颗粒细 胞的增殖和分化,其中间隙连接在信息传递和物质 转运上起了重要的连接作用。颗粒细胞和卵母细胞 间的相互作用共同调节卵泡成熟、排卵和受精过 程,涉及的信号通路复杂多样且相互交叉。目前卵 泡发育的相关研究已取得巨大进展,但仍有很多关 键性的问题尚未解决,需更进一步探索,了解各类 分子在人类卵巢卵泡形成过程中的作用机制,为临 床上女性不孕不育诊断和治疗提供更多的理论依 据和实践基础。