2021炎癥因子對卵泡發(fā)育的影響

1、2021炎癥因子對卵泡發(fā)育的影響(全文)摘要白細(xì)胞介素(interleukin z IL ) -1家族、IL-6、腫瘤壞死因子 (tumornecrosisfactor , TNF ) -a、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子 (granulocytemacrophage-colonystimulatingfactor f GM-CSF ) 等炎癥因子所介導(dǎo)的生理性炎癥反應(yīng)參與卵泡發(fā)育、成熟及排卵過程， 炎癥因子異常表達(dá)引發(fā)病理性炎癥反應(yīng)，可導(dǎo)致排卵障礙及不孕，主 要見于多囊卵巢綜合征(polycysticovarysyndrome , PCOS )、子 宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis ,

2、 EMS )、早發(fā)性卵巢功能不全 (prematureovarianinsufficiency , POI)、肥胖、甲狀腺功能減退 等疾病。本文圍繞炎癥因子對卵泡發(fā)育的生理作用以及在不同疾病中 影響卵子發(fā)育的可能機(jī)制進(jìn)行闡述，以期為排卵障礙性不孕的診療提 供幫助。炎癥是對病原體、損傷和代謝應(yīng)激等有害刺激的固有免疫反應(yīng) 1 ，而炎癥因子則是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)過程的細(xì)胞因子，包括白細(xì)胞介 素(interleukin ,IL )、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor ,TNF )、 集落刺激因子(colony stimulating factor , CSF )、干擾素、趨化 性細(xì)胞因

3、子以及生長因子。眾所周知，卵巢中卵泡的正常發(fā)育、成熟 及排出是女性孕育的重要條件，從始基卵泡發(fā)育至排卵前卵泡的過程 中大量相關(guān)炎癥因子活躍存在，而排卵作為卵泡破裂和卵母細(xì)胞釋放 期間卵巢組織重塑和修復(fù)的一部分，是一種由性激素協(xié)同多種蛋白酶 及細(xì)胞因子參與的生理性炎癥反應(yīng)，由此說明炎癥因子在卵巢周期中 卵泡生長發(fā)育的各個階段起著不可或缺的作用2-3 。然而，任何 影響卵母細(xì)胞質(zhì)量、卵泡發(fā)育、成熟及排出過程的因素均有機(jī)會引起 排卵障礙進(jìn)而導(dǎo)致女性不孕，據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization , WHO )統(tǒng)計，20%40%的不孕女性存在排卵障礙， 部分可能與慢性炎癥相關(guān)

4、4 。慢性炎癥指的是不受調(diào)控的、持續(xù)的 趨化因子和細(xì)胞因子的合成和分泌5 ，是細(xì)胞及組織被破壞進(jìn)而形 成各種疾病的重要原因，這種由病理性炎癥反應(yīng)引起的排卵障礙性不 孕逐漸受到生殖領(lǐng)域?qū)＜壹皩W(xué)者的重視，常見于多囊卵巢綜合征 (polycystic ovary syndrome , PCOS ) 6-7 、子宮內(nèi)膜異位癥 (endometriosis , EMS ) 8 s 早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency , POI ) 9 、肥胖5 、甲狀腺功能減退 癥10 等疾病，此外長期的慢性炎癥還可引起炎性衰老11 ，嚴(yán) 重影響患者生育力。其中參與炎癥過

5、程的相關(guān)炎癥因子可能經(jīng)由免疫 系統(tǒng)、下丘腦-垂體-卵巢軸(hypothalamic-pituitary-ovarian axis , HPO軸)等途徑影響卵泡發(fā)育及破裂，最終造成生育障礙，但目前其 作用途徑及機(jī)制尚未完全明晰12 。一炎癥因子對卵泡發(fā)育的生理作用自胚胎形成后原始生殖細(xì)胞逐步通過有絲分裂、減數(shù)分裂等過程形 成始基卵泡儲備于卵巢中，而后部分卵泡不斷閉鎖、退化。從步入青 春期起由顆粒細(xì)胞所圍繞的始基卵泡開始逐步轉(zhuǎn)化為竇前卵泡、竇卵 泡,而后竇卵泡經(jīng)過募集選擇發(fā)育形成成熟的排卵前卵泡，最終卵細(xì) 胞及其周圍的卵丘顆粒細(xì)胞以及伴隨物質(zhì)共同排出。整個過程中如 IL-1家族13、IL-6 14

6、 . TNF-a 15 .粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集 落朿!)激因子(granulocyte macrophage colony stimulating factor , GM-CSF ) 16等相關(guān)炎癥因子對不同發(fā)育時期的卵泡具有重要影 響，這些炎癥細(xì)胞因子可能主要依賴免疫系統(tǒng)調(diào)控HPO軸的相關(guān)激 素分泌以促進(jìn)卵泡發(fā)育、成熟與排卵12 。卵泡液作為卵泡正常生長發(fā)育的重要組成部分是免疫細(xì)胞、炎癥因 子及激素等存在的主要場所，其中免疫細(xì)胞包括自然殺傷細(xì)胞、T淋 巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞，炎癥因子包括IL-1 家族、IL-6、TNF-cq GM-CSF等，這些成分在卵子發(fā)育的不同階段 參

7、與并發(fā)揮作用17 。在卵泡期，Wu等18 經(jīng)免疫組織化學(xué)定 位到此時的卵巢存在有T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和中性粒細(xì) 胞。在排卵期，黃體生成素(luteinizing hormone , LH )激增可首 先作用于顆粒細(xì)胞及卵泡膜細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)繼而激活免疫細(xì)胞 19 o Akison等3 硏究顯示給小鼠注射人絨毛膜促性腺激素 (human chorionic gonadotropin z hCG )前和 hCG 注射后 12 h 卵巢內(nèi)中性粒細(xì)胞數(shù)量較少,然而hCG注射后16 h中性粒細(xì)胞數(shù)量 增加了 5倍。此外Fainaru等20 報道排卵前成熟卵母細(xì)胞卵泡液 中的樹突狀細(xì)胞是免疫細(xì)胞

8、的重要成分，并且樹突狀細(xì)胞的成熟度與 卵巢對促性腺激素的反應(yīng)呈正相關(guān)關(guān)系。在卵泡發(fā)育成熟及排卵過程 中，這些免疫細(xì)胞及顆粒細(xì)胞等可產(chǎn)生大量炎癥因子并且相互作用共 同調(diào)節(jié)卵巢功能17,19。如卵巢中IL-1在排卵前及排卵時的表 達(dá)增加，而IL-1家族可影響卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone , FSH )受體、LH受體和睪酮、雌二醇的生成以及孕酮的 釋放，這可能暗示炎癥因子IL-1在排卵機(jī)制中的重要生理作用,IL-18 亦屬于IL-1細(xì)胞因子家族，可誘導(dǎo)TNF-O0勺產(chǎn)生并參與卵泡發(fā)育和閉 鎖、排卵和類固醇發(fā)生，但目前具體生理機(jī)制均不清晰21-22 。此外,IL

9、-1還可刺激前列腺素(prostaglandin , PG )從而幫助卵泡 排卵。Imai等23 硏究表明排卵過程中顆粒細(xì)胞所產(chǎn)生的IL-6可 在其分化過程中增加FSH誘導(dǎo)的LH受體的表達(dá)，進(jìn)而形成具備對LH 反應(yīng)性的排卵前卵泡。而Diego等15 的動物硏究證實TNF-cc(衣 賴性増加PGF2oB勺產(chǎn)生,是LH在排卵前激增作用于卵巢并通過刺激 卵泡壁蛋白水解與卵泡細(xì)胞凋亡從而觸發(fā)排卵前卵泡破裂、最終成熟 卵母細(xì)胞釋放的必要條件。以上可知相關(guān)炎癥因子與免疫細(xì)胞具有相互調(diào)控作用，部分炎癥因 子可通過影響垂體促性腺激素FSH受體、LH受體表達(dá)以及卵巢中雌、 孕激素的濃度以促進(jìn)卵泡發(fā)育及排卵。而垂

10、體FSH及LH的合成與分 泌受到下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone , GnRH )調(diào)節(jié)，一定水平的雌孕激素又對下丘腦、垂體具 有反饋調(diào)節(jié)作用。由此推測，盡管生理炎性反應(yīng)在卵泡形成中的具體 機(jī)制尚未完全明晰，但相關(guān)炎癥因子通過免疫系統(tǒng)影響HPO軸的神 經(jīng)內(nèi)分泌活動，可能是介導(dǎo)炎癥過程從而促進(jìn)卵子發(fā)育、排卵的重要 途徑之一。二炎癥因子在不同疾病中對卵泡發(fā)育的影響卵巢中相關(guān)炎癥因子的生理表達(dá)是卵泡發(fā)育、成熟及排卵這一生殖 過程所必需的，而對于可引起排卵障礙性不孕的疾病如PCOS、EMS、 POI、肥胖及甲狀腺功能減退等而言，盡管其發(fā)病機(jī)理各

11、不相同，但 作為非感染性疾病，它們形成的病理性慢性炎癥狀態(tài)均有可能通過刺 激免疫細(xì)胞、顆粒細(xì)胞等來源的相應(yīng)炎癥因子異常表達(dá)，進(jìn)而在卵子 發(fā)育的不同階段干擾其正常生長。此外，這些疾病可能并不獨立存在， 例如PCOS患者部分可存在肥胖情況、甲狀腺功能減退可并發(fā)卵巢早 衰(premature ovarian failure , POF )。不同疾病的炎癥狀態(tài)涉及 免疫網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)復(fù)雜，其中相關(guān)炎癥因子的來源、種類及生物學(xué)功能繁 多24-27 ,核轉(zhuǎn)錄因子-kB ( nuclear factor-kappa B , NF-kB )、 有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protei

12、n kinase , MAPK )和Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子(janus kinase/signal transducers and activators of transcription z JAK/STAT )是炎癥 因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的主要通路28 ,即使作用途徑不同， 但其中阻礙卵泡發(fā)育及排卵過程的相關(guān)炎癥細(xì)胞因子或許有所重疊。1 炎癥因子與PCOS致卵泡發(fā)育異常間的關(guān)系:PCOS作為一種慢 性炎癥性疾病，持續(xù)性無排卵為其重要特征，是排卵障礙性不孕最常 見病因。Xie等27 發(fā)現(xiàn)PCOS小鼠的卵巢中促炎因子干擾素-Y、 TNF-cq IL-1P水平異常升高，經(jīng)間質(zhì)干細(xì)

13、胞治療后促炎因子下降并且 外周血中的中性粒細(xì)胞、M1-巨噬細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞顯著降低，提示 PCOS的慢性炎癥可能通過干擾素-Y、TNF-CC. IL-邛影響卵巢功能。 其中促炎細(xì)胞因子TNF-c（在PCOS中的高表達(dá)可通過誘導(dǎo)卵泡膜細(xì)胞 增殖促使雄激素水平升高以及顆粒細(xì)胞的凋亡導(dǎo)致無排卵29-30 。 另外，PCOS患者生殖系統(tǒng)IL-1的過度表達(dá)可能通過增加雄激素水平 從而抑制非優(yōu)勢卵泡的閉鎖，抑制FSH受體表達(dá)從而在卵泡發(fā)育早期 阻礙優(yōu)勢卵泡的選擇和（或）在卵泡發(fā)育晚期限制優(yōu)勢卵泡的進(jìn)一步 發(fā)育，此外還有可能抑制排卵前卵泡的顆粒細(xì)胞黃素化從而使孕酮生 成減少、影響排卵13,31。然而與Xie

14、等27 的硏究不同，Li 等32 發(fā)現(xiàn)PCOS患者及小鼠血清中干擾素-Y氐于正常水平，并且 認(rèn)為干擾素-Y作用于顆粒細(xì)胞，能促進(jìn)其増殖但抑制其凋亡。2炎癥因子與卵里局部EMS致卵泡發(fā)育異常間的關(guān)系：EMS ,即 子宮內(nèi)膜組織在子宮體之外的部位出現(xiàn)，是一種雌激素依賴的炎癥性 疾病。異位內(nèi)膜侵犯部位廣泛，卵巢作為產(chǎn)生及排出卵子且最易受到 異位內(nèi)膜侵犯的場所，被累及后有進(jìn)一步影響卵巢功能導(dǎo)致排卵障礙 的可能，現(xiàn)今大量證據(jù)表明其具體影響排卵的作用機(jī)制與炎癥因子密 切相關(guān)。Yland等33 研究表明，單側(cè)卵巢EMS患側(cè)卵泡液與另 側(cè)正常卵巢及正常女性卵巢卵泡液相比，炎癥因子IL-6. IL-8和單 核細(xì)

15、胞趨化蛋白（ monocyte chemotactic protein-1 , MCP-1 ） 的水平相對更高的同時，卵巢EMS患者的卵母細(xì)胞數(shù)量更少，表明卵 巢EMS的局部炎性微環(huán)境可能不利于卵母細(xì)胞的發(fā)育。另有研究發(fā)現(xiàn) EMS患者卵泡液中較高水平的炎癥因子IL-1卩和IL-6可能通過調(diào)節(jié)卵 巢中的G蛋白偶聯(lián)雌激素受體(G protein coupled estrogen receptor , GPER )以及巨噬細(xì)胞從而影響卵泡形成34 。而IL-1 可通過MAPKs和NF-kB信號通路上調(diào)IL-6水平，IL-6作為調(diào)節(jié)卵 巢功能的炎癥因子具有生理病理雙重調(diào)節(jié)，生理上可以促進(jìn)LH受體 表達(dá)

16、、卵丘-卵母細(xì)胞復(fù)合體的擴(kuò)增，病理上抑制FSH誘導(dǎo)相關(guān)角體 激素的生成14 。此外，EMS還有可能通過TNF-o(激活顆粒細(xì)胞 中的NF-kB通路影響卵母細(xì)胞成熟從而損害卵母細(xì)胞的質(zhì)量，但仍需 進(jìn)一步證實8 。3炎癥因子與POI致卵泡發(fā)育異常間的關(guān)系：POI指的是40歲以 下的女性出現(xiàn)卵巢功能減退，以月經(jīng)稀發(fā)或頻發(fā)、閉經(jīng)，以及高促性 腺激素、低雌激素水平改變?yōu)橹饕憩F(xiàn)，最終可因偶發(fā)排卵或無排卵 導(dǎo)致生育力降低或不孕，而POF為POI發(fā)展的終末階段。慢性低度 炎癥為POI發(fā)生的重要原因之一，而Agaqayak等35 觀察到既往 無炎癥且無用藥史的POI患者中中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞之比顯著升高 并且

17、和FSH呈正相關(guān)，表明機(jī)體的炎癥狀態(tài)有可能是POI的結(jié)果。但 無論原因還是結(jié)果，不可否認(rèn)炎癥與POI的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。有硏 究結(jié)果顯示，POI患者卵泡液及血清中ILc(明顯升高，卵泡液中IL-1 a IL-邛及TNF-a水平明顯高于其血清水平，且凋亡調(diào)節(jié)因子Bax mRNA表達(dá)増加、抗凋亡因子Bcl-2 mRNA表達(dá)下降，推測POI患 者卵泡液中IL-1的升高可能引起卵泡凋亡加速卵巢儲備的消耗，從而 引發(fā)炎癥并損害卵巢功能9 。除此之外，動物硏究發(fā)現(xiàn)POF小鼠 血清及卵巢中TNF-cD IL-6水平顯著高于正常小鼠而IL-10水平顯著 低于正常，此時幾乎不能檢測到卵泡，然而經(jīng)白藜蘆醇治療的P

18、OF小 鼠卵巢重量、卵泡數(shù)量明顯增加且卵泡閉鎖率下降，同時卵巢中檢測 到的TNF-ocfn IL-6顯著降低、IL-10顯著上升，提示POF中炎癥因子 TNF-cq IL-6、IL-10在影響卵巢功能上或許有著重要作用36 o4炎癥因子與肥胖致卵泡發(fā)育異常間的關(guān)系：肥胖作為一種慢性炎性疾病亦是排卵障礙的重要危險因素，主要存在TNF-oc、IL-6、MCP-1 等炎癥因子的異常升高，其中TNF-a IL-6可能通過HPO軸影響卵 泡質(zhì)量、擾亂卵泡發(fā)育最終降低女性生育力，而MCP-1則可能獨立 于HPO軸以外通過增加卵巢巨噬細(xì)胞滲透，破壞卵巢微環(huán)境進(jìn)而損 害卵母細(xì)胞發(fā)育能力而直接影響卵巢功能5 ,

19、37 。Gonzalez等38 通過分析非PCOS的肥胖女性卵泡液中炎性標(biāo)志物與脂質(zhì)水平的關(guān) 系，發(fā)現(xiàn)其中炎癥因子TNF-cq IL-6、IL-10與脂質(zhì)水平呈正相關(guān)， 此時卵巢微環(huán)境所存在的高脂及炎癥狀態(tài)可能影響卵母細(xì)胞發(fā)育、排 卵和黃體化，但確切影響及機(jī)制還需進(jìn)一步硏究。有所不同的是， Ruebel等39 硏究發(fā)現(xiàn)與正常體質(zhì)量女性相比，肥胖女性血清中 炎癥介質(zhì) C 反應(yīng)蛋白(cryoprecipitate-reduced plasma , CRP )、 CC 趨化因子配體 2 ( C-C motif chemokine ligand 2 , CCL2 )及卵 泡液中CRP升高均有統(tǒng)計學(xué)意義

20、且卵母細(xì)胞中CXC趨化因子配體2(CXC chemokine ligand 2 , CXCL2 )的基因表達(dá)增加,而血清炎 癥因子(IL-6、TNF-a)、促性腺激素(FSH、LH )、雌激素及卵泡 液中CCL2、TNF-a差異均無明顯統(tǒng)計學(xué)意義，但確定了血清中多不飽 和脂肪酸與卵泡液中TNF-cQ CCL2、血清CRP及卵母細(xì)胞炎癥基因 表達(dá)之間具有相關(guān)性，或許肥胖女性的全身炎癥反應(yīng)可以引起卵泡液 和卵母細(xì)胞中的炎癥反應(yīng)從而導(dǎo)致卵母細(xì)胞發(fā)育不良并且無需依賴 HPO軸發(fā)揮作用。5炎癥因子與甲狀腺功能減退致卵泡發(fā)育異常間的關(guān)系：甲狀腺功 能減退，是一種以高CRP、TNF-oc. IL-6等炎癥介質(zhì)為特征的炎癥性 疾病40 。大量證據(jù)表明10,41-42 ,甲狀腺功能減退對卵泡 發(fā)育具有負(fù)面影響，可引發(fā)排卵障礙性不孕，發(fā)病機(jī)制可能與炎癥相 關(guān)但涉及何種炎癥因子及其如何在卵泡發(fā)育過程中起干擾作用，證據(jù) 尚不充分。Rodriguez-Castelan等10 經(jīng)動物硏究發(fā)現(xiàn)甲狀腺功 能減退不影響功能性或閉鎖性卵泡的百分比，但與