抗苗勒管激素在生殖病理中的調(diào)節(jié)作用

抗苗勒管激素在生殖病理中的調(diào)節(jié)作用

抗育苗激素（pmh）也稱為雙殼受體激素（mis），是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（tgf-a）家族的成員之一。自1947年Jost首次發(fā)現(xiàn)并命名其為“hormoneinhibitrice”及“Müllerianinhibitor”以來(lái),人們對(duì)抗苗勒管激素的結(jié)構(gòu)、功能以及信號(hào)通路的認(rèn)識(shí)逐漸加深。雖然字面上稱之為激素,但至今未發(fā)現(xiàn)抗苗勒管激素有內(nèi)分泌調(diào)節(jié)作用,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為抗苗勒管激素,以旁分泌或自分泌形式發(fā)揮生理功能。研究表明抗苗勒管激素是一種只在性腺表達(dá)的水溶性糖蛋白,參與了苗勒管萎縮、睪丸沉降、顆粒細(xì)胞分化及卵泡募集調(diào)控過(guò)程,是控制卵泡數(shù)量和性別分化的關(guān)鍵因子之一。隨著實(shí)時(shí)定量PCR、蛋白質(zhì)分離、轉(zhuǎn)基因以及基因芯片技術(shù)引入抗苗勒管激素研究,已相繼發(fā)現(xiàn)了不同動(dòng)物不同生理階段抗苗勒管激素表達(dá)規(guī)律、抗苗勒管激素受體和結(jié)合蛋白,并從分子生物學(xué)水平上初步揭示了抗苗勒管激素病理和生理功能。近十幾年來(lái),通過(guò)對(duì)抗苗勒管激素表達(dá)分析解釋了雙生間雌、苗勒管綜合征現(xiàn)象,現(xiàn)在抗苗勒管激素已經(jīng)應(yīng)用于卵巢儲(chǔ)備能力預(yù)測(cè),并有望應(yīng)用于人工受精、胚胎移植等。1抗苗勒管激素基因抗苗勒管激素是一種同源二聚體糖蛋白,由性成熟前睪丸足細(xì)胞和性成熟后卵巢顆粒細(xì)胞分泌?？姑缋展芗に厥歉叨缺Ｊ氐牡鞍踪|(zhì),分子質(zhì)量在140ku左右。?？姑缋展芗に厍绑w由575個(gè)氨基酸組成,前導(dǎo)序列包含24～25個(gè)氨基酸,其中信號(hào)肽長(zhǎng)度大約在16～18個(gè)氨基酸左右。碳端序列基本與其他轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β家族成員相同。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族蛋白質(zhì)在距離碳端110個(gè)氨基酸左右具有一個(gè)特異性裂解位點(diǎn),與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子活性有關(guān)。牛抗苗勒管激素前體在距碳端109個(gè)氨基酸處被裂解后形成一個(gè)110ku氮端同源二聚體和一個(gè)57ku碳端同源二聚體,前者可以增強(qiáng)后者的活性?？姑缋展芗に鼗蜷L(zhǎng)度大約在2.75kb左右,包含5個(gè)內(nèi)元,GC含量較高。已經(jīng)獲得抗苗勒管激素基因序列的物種包括:牛、小鼠、人、大鼠、豬、雞、斑馬魚(yú)、青鳉、刷尾負(fù)鼠及短吻鱷。牛的抗苗勒管激素基因包含一個(gè)保守的TATA盒子以及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn),小鼠和大鼠的啟動(dòng)子區(qū)包含一個(gè)接近完整的TATA盒子,人的啟動(dòng)子區(qū)沒(méi)有TATA或CCAAT盒子。huAMH基因5′側(cè)翼序列包含一個(gè)主要轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和3個(gè)次要轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn),1772處有一個(gè)潛在的雌激素反應(yīng)元件,306處有一個(gè)Sp1結(jié)合位點(diǎn)。研究表明,huAMH基因核心啟動(dòng)子區(qū)包含SOX/SRY蛋白、SF-1以及GATA因子結(jié)合元件。最近發(fā)現(xiàn)AMH上游調(diào)控區(qū)含有維生素D受體結(jié)合元件(VDRE),骨化三醇可以通過(guò)該元件正調(diào)控AMH基因表達(dá)。huAMH基因5′非翻譯區(qū)長(zhǎng)度在10個(gè)堿基左右,PloyA結(jié)構(gòu)位于終止密碼子TGA下游,由90個(gè)堿基組成。大鼠的抗苗勒管激素由長(zhǎng)度不同的兩個(gè)mRNA編碼。較長(zhǎng)的mRNA在2kb左右,主要出現(xiàn)在14日齡胚胎,之后逐漸減少,出生后幾乎檢測(cè)不到。較短的mRNA在1.8kb左右,最初出現(xiàn)在18日齡胚胎,是出生后可以檢測(cè)到的主要表達(dá)形式。大鼠的兩種mRNA主要區(qū)別在于3′端ployA長(zhǎng)度。雞的抗苗勒管激素基因位于28號(hào)染色體,長(zhǎng)度約有4200bp,轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)距離初始密碼子45bp,編碼644個(gè)氨基酸,堿性裂解位點(diǎn)在種子密碼子上游106個(gè)氨基酸。2抗苗族激素及其受體的形成2.1抗苗勒管激素的免疫作用抗苗勒管激素在卵巢顆粒細(xì)胞中表達(dá)。雌性動(dòng)物出生至青春期之前不表達(dá)抗苗勒管激素,性成熟后的雌性動(dòng)物隨著年齡增長(zhǎng),卵巢功能和AMH表達(dá)水平逐年退化。初級(jí)卵泡和小黃卵泡同質(zhì)表達(dá)抗苗勒管激素,大卵泡只是在卵細(xì)胞以及竇泡周圍的顆粒細(xì)胞表達(dá)抗苗勒管激素,閉鎖卵泡以及膜細(xì)胞不表達(dá)抗苗勒管激素。動(dòng)物在青春期之前性腺分泌抗苗勒管激素的模式存在明顯的性別差異,血液中抗苗勒管激素濃度雄性的明顯高于雌性的,青春期之后血液抗苗勒管激素濃度都降低,兩性之間差別不明顯?？姑缋展芗に刂饕宰苑置诨蚺苑置诘男问阶饔糜谥苓吋?xì)胞,但在血液中也能檢測(cè)抗苗勒管激素。盡管血液中的抗苗勒管激素來(lái)自于何種組織至今未知,但竇腔卵泡是最可能的候選者。超數(shù)排卵促使更多的竇腔卵泡進(jìn)入優(yōu)勢(shì)卵泡行列,超排的同時(shí)也減少了血液抗苗勒管激素濃度?？诜茉兴幙梢越档虶nRH分泌量,也減少了大卵泡數(shù)量,但對(duì)血液中抗苗勒管激素濃度無(wú)影響。盡管AMH在卵泡發(fā)育過(guò)程發(fā)揮重要調(diào)控作用,但卵巢內(nèi)調(diào)控抗苗勒管激素表達(dá)的機(jī)制至今未知。2.2抗苗勒管激素檢測(cè)雄性動(dòng)物在性別分化時(shí)表達(dá)抗苗勒管激素及其受體。抗苗勒管激素是睪丸足細(xì)胞最早表達(dá)的特異性蛋白質(zhì)之一。動(dòng)物在精索開(kāi)始發(fā)育時(shí),足細(xì)胞開(kāi)始啟動(dòng)抗苗勒管激素表達(dá),同時(shí)角蛋白19和層黏連蛋白α5表達(dá)開(kāi)始下調(diào)。特異性單克隆抗體分析表明,AMH定位于足細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上。胚胎期苗勒管對(duì)抗苗勒管激素敏感存在一個(gè)窗口期,大鼠從14日齡開(kāi)始對(duì)抗苗勒管激素敏感,在16日齡到20日齡之間苗勒管開(kāi)始退化,之后苗勒管對(duì)抗苗勒管激素不再敏感,但足細(xì)胞仍高水平表達(dá)抗苗勒管激素。睪丸組織從出生到前青春期一直維持高水平表達(dá)抗苗勒管激素,足細(xì)胞成熟的標(biāo)志就是抗苗勒管激素分泌量減少。在青春期發(fā)育期間,抗苗勒管激素分泌減弱。當(dāng)睪丸開(kāi)始高水平表達(dá)雄激素時(shí)抗苗勒管激素表達(dá)大幅度減弱。3抗苗勒管激素與相關(guān)基因的銜接抗苗勒管激素通過(guò)一種Ⅱ型絲氨酸-蘇氨酸激酶膜蛋白發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng),該蛋白被稱作抗苗勒管激素II型受體(AMHRⅡ)。AMHRⅡ只在性腺表達(dá),表明抗苗勒管激素只能以自分泌或旁分泌的形式發(fā)揮生理功能。像其它TGFβ超家族成員一樣,抗苗勒管激素通過(guò)兩種受體、兩個(gè)效應(yīng)分子激活Smad信號(hào)通路。抗苗勒管激素首先與Ⅱ型受體結(jié)合,有結(jié)構(gòu)酶活性的Ⅱ型受體使Ⅰ型受體磷酸化并激活,Ⅰ型受體再激活R-Smad,后者結(jié)合Smad4形成復(fù)合物并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核,在細(xì)胞核復(fù)合物與靶基因(或報(bào)告基因)啟動(dòng)子Smad結(jié)合元件結(jié)合。Orvis設(shè)計(jì)體外試驗(yàn),利用Cre/loxP系統(tǒng)組織特異性滅活目標(biāo)基因,證實(shí)2種Ⅰ型TGFβ受體,也就是Acvr1和Bmpr1a,以及3種Smad蛋白介導(dǎo)了抗苗勒管激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。雄激素抑制抗苗勒管激素生成。血液雄性激素濃度升高是多卵泡綜合征的典型特征,雄激素抑制了AMH的表達(dá),因而過(guò)量募集卵泡。CrisostoN等通過(guò)體外培養(yǎng)牛顆粒細(xì)胞證實(shí)小卵泡通過(guò)分泌雄激素介導(dǎo)AMH表達(dá),推測(cè)雄激素通過(guò)抑制抗苗勒管激素分泌提高募集卵泡數(shù)量。RacineC等研究了有袋類動(dòng)物抗苗勒管激素與雄激素之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)雌性雄性化袋鼠在子宮形態(tài)發(fā)生關(guān)鍵期抗苗勒管激素與雄激素表達(dá)水平都很高,外源雄激素可以抑制抗苗勒管激素分泌。卵泡刺激素可以促進(jìn)抗苗勒管激素表達(dá)。研究表明卵泡刺激素β亞基基因缺陷型小鼠青春期前血液中抗苗勒管激素水平較低,而當(dāng)注射外源FSH之后,抗苗勒管激素水平恢復(fù)正常,提示FSH可能參與了AMH基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程。GnRH頡頏劑可以降低竇前卵泡抗苗勒管激素表達(dá)水平;在排除內(nèi)源GnRH和睪酮干擾的情況下,Young證明外源FSH可以提高血液中抗苗勒管激素濃度;低促性腺素性功能減退癥患者在注射重組FSH后,精漿抗苗勒管激素表達(dá)水平升高。FSH通過(guò)PKA提高AMH基因表達(dá)水平,在huAMH基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游存在NF-кB和AP2結(jié)合位點(diǎn)。將NF-кB或AP2位點(diǎn)誘發(fā)突變可以降低轉(zhuǎn)錄水平,并且敲除NF-кB位點(diǎn)也可以降低抗苗勒管激素表達(dá)水平。此外,NF-кB或AP2過(guò)量表達(dá)能夠增強(qiáng)AMH啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性。目前對(duì)NF-кB和AP2參與FSH依賴性AMH基因啟動(dòng)子活化的機(jī)制并不十分了解,仍有待于進(jìn)一步深入研究。4抗苗勒管激素對(duì)fsh生長(zhǎng)的影響抗苗勒管激素在卵泡發(fā)育過(guò)程中有著重要作用。卵泡發(fā)育主要由卵泡初始募集以及循環(huán)募集組成。在胚胎期初級(jí)卵泡的柱狀顆粒細(xì)胞最先檢測(cè)到抗苗勒管激素,之后卵泡持續(xù)表達(dá)抗苗勒管激素,高峰期出現(xiàn)在竇前卵泡以及竇腔小卵泡,大卵泡分泌量減少,閉鎖卵泡檢測(cè)不到抗苗勒管激素。抗苗勒管激素表達(dá)模式表明其在調(diào)節(jié)卵泡數(shù)量以及優(yōu)勢(shì)卵泡的選擇方面有著重要作用。敲除AMH基因的小鼠表現(xiàn)初級(jí)卵泡進(jìn)入成長(zhǎng)卵泡的速率增強(qiáng),因而初級(jí)卵泡庫(kù)過(guò)早的消耗殆盡。體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)證實(shí)抗苗勒管激素可以抑制初始卵泡的募集?？姑缋展芗に赝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)卵泡對(duì)FSH的敏感程度精細(xì)選擇進(jìn)入優(yōu)勢(shì)卵泡的次序。小鼠試驗(yàn)表明,缺少抗苗勒管激素時(shí)竇狀大卵泡對(duì)FSH更加敏感。體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)證明抗苗勒管激素可以抑制FSH依賴的卵泡成長(zhǎng)過(guò)程,顆粒細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)也表明抗苗勒管激素可以減弱FSH依賴的芳香化酶活性。在竇腔小卵泡,抗苗勒管激素濃度與雌激素濃度呈負(fù)相關(guān),表明抗苗勒管激素生成與FSH活性密切相關(guān)。近來(lái)發(fā)現(xiàn),AMH及AMHRII堿基變異可以改變竇腔卵泡雌激素產(chǎn)生過(guò)程并加速卵泡成長(zhǎng),表明抗苗勒管激素信號(hào)轉(zhuǎn)弱可以增強(qiáng)依賴FSH的卵泡生長(zhǎng)和激素合成過(guò)程。5抗苗勒管激素與睪丸間質(zhì)細(xì)胞凋亡動(dòng)物在早期胚胎發(fā)育階段,性腺具有雙向發(fā)育的潛能,對(duì)雄性動(dòng)物來(lái)講去除雌性生殖器官是性別分化中關(guān)鍵一步。苗勒管是輸卵管、子宮以及子宮角的前身。雄性動(dòng)物苗勒管退化過(guò)程是通過(guò)抗苗勒管激素激活Smad信號(hào)通路完成的。苗勒管退縮以從頭至尾單方向進(jìn)行,調(diào)控機(jī)制至今不明,但是研究表明,抗苗勒管激素Ⅱ型受體介導(dǎo)了這一軸向退化過(guò)程?？姑缋展芗に匾耘苑置诘男问阶饔糜诿缋展苤車拈g充質(zhì)細(xì)胞,間充質(zhì)細(xì)胞與上皮層細(xì)胞互動(dòng)促使苗勒管退化。通過(guò)電子顯微鏡觀察、體內(nèi)及體外試驗(yàn)證實(shí)細(xì)胞凋亡是調(diào)控苗勒管退化的主要機(jī)制。退化過(guò)程包括3個(gè)主要環(huán)節(jié):破壞圍繞苗勒管的基底膜;逆轉(zhuǎn)上皮細(xì)胞朝向;上皮細(xì)胞進(jìn)入間充質(zhì)。轉(zhuǎn)基因小鼠試驗(yàn)也證實(shí)細(xì)胞凋亡在苗勒管退化過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。對(duì)于過(guò)量表達(dá)抗苗勒管激素的小鼠來(lái)說(shuō),胚胎期血液抗苗勒管激素濃度升高,苗勒管細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯增加。對(duì)于敲除AMH基因的雄性小鼠來(lái)說(shuō),胚胎期細(xì)胞出現(xiàn)程序化死亡的百分比明顯降低。在抗苗勒管激素誘導(dǎo)下,苗勒管部分上皮細(xì)胞發(fā)生程序化死亡,一部分細(xì)胞以類似于巨噬細(xì)胞的方式滲透進(jìn)入間充質(zhì),帶動(dòng)相鄰上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變朝向進(jìn)入間充質(zhì)并成為間充質(zhì)細(xì)胞。遺傳證據(jù)表明骨形成蛋白IA型受體是介導(dǎo)抗苗勒管激素信號(hào)的關(guān)鍵因子,敲除骨形成蛋白IA型受體基因的雄性小鼠性成熟時(shí)仍保存苗勒管。此外,抗苗勒管激素還與睪丸下沉、兩性間行為差異、間質(zhì)細(xì)胞分化以及類固醇激素生成有關(guān)。多數(shù)神經(jīng)元細(xì)胞表達(dá)抗苗勒管激素受體,抗苗勒管激素可以調(diào)控脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)量,雄性特異行為依賴于抗苗勒管激素表達(dá)水平。Ball用免疫組織化學(xué)方法分析了馬在不同生理、病理狀態(tài)下睪丸內(nèi)抗苗勒管激素表達(dá)及定位,發(fā)現(xiàn)從胚胎期到青春期之前發(fā)育中的足細(xì)胞都表達(dá)抗苗勒管激素,成年馬睪丸不再表達(dá)抗苗勒管激素,但患有隱睪癥狀、足細(xì)胞腫瘤及雌雄間性癥狀的馬匹在成年后仍表達(dá)抗苗勒管激素。Rota以雌雄間性牛為試驗(yàn)材料研究性腺激素的分泌模式,發(fā)現(xiàn)雙生間雌新生犢牛血液中含有較高的抗苗勒管激素,出生1個(gè)月后恢復(fù)到正常水平。雙生間雌牛類固醇激素分泌也受到影響,胚胎時(shí)期以及新生犢牛芳香化酶表達(dá)量降低,雌牛犢睪酮含量較低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)26周齡雙生間雌牛性腺中存在抗苗勒管激素陽(yáng)性細(xì)胞,而且這些細(xì)胞數(shù)量較少,形態(tài)上類似精索結(jié)構(gòu),表明這些