多囊卵巢综合征患者子宫内膜胰岛素受体底物的表达

王 玮，滑 天，曹金凤，郝桂敏，崔 娜，姜 蕾(.河北医科大学第二医院生殖医学科，河北 石家庄 050000；.河北省邢台市人民医院妇产科，河北 邢台05403)

·论著·

多囊卵巢综合征患者子宫内膜胰岛素受体底物的表达

王 玮1，滑 天2，曹金凤1，郝桂敏1，崔 娜1，姜 蕾1
(1.河北医科大学第二医院生殖医学科，河北 石家庄 050000；2.河北省邢台市人民医院妇产科，河北 邢台054031)

目的观察胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)在多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)患者子宫内膜的表达及酪氨酸磷酸化的程度，探讨其与胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)的相关性。方法PCOS组30例，根据PCOS诊断标准选择；对照组30例，选择同期就诊的与PCOS组年龄匹配，平素月经周期规则，经检测血清激素、空腹血糖和胰岛素均在正常范围的妇女。PCOS组分为胰岛素抵抗亚组(IR组)17例及非胰岛素抵抗亚组(非IR组)13例。采用免疫组织化学方法检测子宫内膜IRS-1和IRS-2蛋白的表达及IRS-1和IRS-2酪氨酸磷酸化的程度。结果PCOS组子宫内膜IRS-1、IRS-2的蛋白表达和酪氨酸磷酸化程度显著弱于对照组(P<0.05)。PCOS伴IR组子宫内膜IRS-1、IRS-2的蛋白表达和酪氨酸磷酸化程度明显弱于PCOS非IR组(P<0.05)。结论IRS-1和IRS-2蛋白及酪氨酸磷酸化程度在PCOS患者子宫内膜表达下降，伴IR的PCOS患者表达下降更明显。推测PCOS患者子宫内膜IRS的表达异常和酪氨酸磷酸化程度下降与子宫内膜IR的发生有密切关系。

多囊卵巢综合征；受体，胰岛素；子宫内膜

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.07.001

囊卵巢综合征(polycysticovarysyndrome,PCOS)发病率占育龄妇女5%～10%，是一种常见的生殖内分泌紊乱性疾病。主要特征是长期无排卵、月经异常、卵巢多囊样改变以及高雄激素血症等一系列表现。研究[1]表明，50%～70%PCOS患者存在胰岛素抵抗(insulinresistance,IR)。胰岛素受体底物(insulinreceptorsubstrate,IRS)是胰岛素受体后信号传导通路上重要的船坞蛋白，在胰岛素信号转导通路中起主要作用的是IRS-1和IRS-2[2]。通过既往对PCOS患者脂肪组织的研究[3]发现，IRS蛋白表达异常和酪氨酸磷酸化异常可引起PCOS患者IR。目前尚无有关PCOS患者子宫内膜IRS表达的相关报道。本研究检测PCOS患者子宫内膜IRS蛋白表达及酪氨酸磷酸化程度，旨在探讨其与PCOS患者子宫内膜IR的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料：选择2011年10月—2012年10月在河北医科大学第二医院生殖医学科就诊的PCOS患者30例为PCOS组，均符合2003年鹿特丹修正的PCOS诊断标准[4]，年龄22～38岁，平均(28.46±3.02)岁。对照组选择同期就诊的与PCOS组年龄匹配，年龄24～37岁，平均(27.96±2.87)岁，平素月经周期规则，经检测血清激素、空腹血糖(fastingplasmaglucose，FPG)和空腹胰岛素(fastinginsulin，FINS)均在正常范围的妇女。所有PCOS患者和对照组均排除糖尿病家族史及其他内分泌疾病，近3个月内无激素类药物使用。PCOS组又分为IR亚组17例和非IR亚组13例。IR诊断依据为胰岛素抵抗指数(HomeostasisModelAssessmentforInsulinResistance,HOMA-IR)=FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5>2.21[5]。

1.2 研究方法

1.2.1 标本收集:所有研究对象于月经周期第1天或孕激素撤退性出血的第1～3天早晨，闭经者可在任何时间，禁食12h后，空腹抽取静脉血，检测血清激素和空腹血糖、胰岛素水平。所有研究对象均知情同意，并签署知情同意书。于月经周期第1天或闭经的任意时间，行诊断性刮宫，采集子宫内膜组织标本。新鲜的子宫内膜组织标本，经37 ℃生理盐水冲洗，由4%甲醛固定，行石蜡包埋。石蜡块切片厚度为3～4μm，用于免疫组织化学染色和检测。

1.2.2 项目检测方法:血清睾酮(testosterone，T)、黄体生成素(luteinizinghormone，LH)、卵泡刺激素(folliclestimulatinghormone，FSH)、FINS及FPG均使用化学发光法检测。免疫组织化学实验方法,取子宫内膜组织切片，常规脱蜡至水。一抗选用兔抗IRS-1抗体(Santacrui公司产品PR-0280)、兔抗IRS-2抗体(Santacrui公司产品PR-0281)、鼠抗P-tyr(IRS-1)抗体(Santacrui公司产品SC-17196)、鼠抗P-tyr(IRS-2)抗体(Santacrui公司产品BS-5397R)，SP法(试剂盒为河北博海生物工程开发有限公司进口分装)，DAB显色，苏木素复染，中性树胶封片，在光学显微镜下观察。IRS-1、IRS-2及P-tyr免疫组织化学的阳性判定为子宫内膜腺上皮细胞染色黄色。图像信息经HMIAS-2000高清晰彩色医学图像分析系统分析，以单位灰度值(Grey)表示切片中显色阳性区域的强弱，Grey与阳性强度成反比，即染色越强Grey数值越小。对少数不易判断的切片重新共同阅片而定。

2 结 果

2.1 血清激素结果比较：IR亚组、非IR亚组LH、T水平和LH/FSH比值较对照组高，差异有统计学意义(P<0.05)。IR亚组HOMA-IR显著高于非IR亚组和对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 子宫内膜各指标免疫组织化学检测结果：PCOS组较对照组子宫内膜IRS-1、IRS-2表达显著减弱，差异有统计学意义(P<0.05)。PCOS组子宫内膜IRS-1、IRS-2酪氨酸磷酸化程度较对照组明显减弱，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2，图1～4。

IR亚组子宫内膜IRS-1、IRS-2表达显著弱于非IR亚组，差异有统计学意义(P<0.05)。IR亚组子宫内膜IRS-1、IRS-2酪氨酸磷酸化程度显著弱于非IR亚组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3，图1～4。

GroupsnLH(U/L)FSH(U/L)T(μg/L)LH/FSHHOMA⁃IRPCOSwithIR1714．82±2．70∗5．98±0．852．80±0．41∗2．63±0．46∗3．45±1．43∗#PCOSwithoutIR1313．67±1．87∗6．01±0．922．43±0．52∗2．27±0．54∗1．77±0．81Control306．92±2．676．02±0．870．87±0．200．75±0．351．97±0．91

*P<0.05vscontrol group #P<0.05vsPCOS without IR group byANONA
PCOS：polycystic ovary syndrome；LH：luteinizing hormone；FSH：follicle stimulating hormone；T：testosterone；HOMA-IR：homeostasis model assessment for insulin resistance

GroupsIRS⁃1IRS⁃2P⁃IRS⁃1P⁃IRS⁃2PCOS 63．65±10．8785．67±11．92129．51±16．89124．15±14．67Control56．15±6．8674．73±12．99116．23±12．91113．65±12．83t2．7112．5842．2822．527P0．0080．0160．0370．017

PCOS：polycystic ovary syndrome； IRS：insulin receptor substrate；P-IRS：tyrosine phosphorylation of insulin receptor substrate

GroupsnIRS⁃1IRS⁃2P⁃IRS⁃1P⁃IRS⁃2PCOSwithIR1778．25±9．6289．43±11．78139．65±16．34132．54±15．97∗PCOSwithoutIR1358．78±7．4381．29±8．72121．19±10．68118．29±12．82 t2．2833．6422．0902．081 P0．0410．0150．0360．043

PCOS：polycystic ovary syndrome；IRS：insulin receptor substrate；P-IRS：tyrosine phosphorylation of insulin receptor substrate

3 讨 论

PCOS患者常常伴有IR和代偿性高胰岛素血症，二者是这类患者发生生殖功能障碍及糖代谢异常的病理基础。当PCOS患者处于IR状态时，组织细胞和器官通常需要较正常时更多的胰岛素来完成糖代谢，胰岛β细胞代偿性分泌较多的胰岛素，因此形成高胰岛素血症[6]。胰岛素调节葡萄糖代谢分3个不同阶段，即受体前水平、受体水平和受体后水平。PCOS患者IR的发生机制也围绕这3个阶段。

目前有关分子靶点及细胞内的信号转导，在受体后水平IR的发病机制中越来越受到重视。胰岛素与其受体结合，启动信号向细胞内的传递过程，这一过程不仅包括信号之间的传递和放大，而且包括蛋白质与蛋白质之间交联反应、蛋白的磷酸化和脱磷酸化过程[7]。近年文献[8-9]显示，胰岛素受体(insulin receptor，INSR)、IRS和葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)共同参与胰岛素刺激组织对葡萄糖的摄取和利用，并通过一系列信号传导过程参与IR的形成。

IRS是体内重要的信号蛋白，主要包括IRS-1和IRS-2，可以将INSR和多种效应分子进行连接，参与胰岛素信号转导通路及其代谢，并在胰岛素受体后水平发挥重要作用[10]。INSR的α亚基和β亚基在信号转导中发挥系列的功效。首先INSR的α亚基与胰岛素结合，其次INSR的β亚基酪氨酸残基自身发生磷酸化，导致IRS多个酪氨酸残基相继发生磷酸化。IRS蛋白只有发生磷酸化反应，才能发挥生理作用，即IRS能为下游蛋白提供结合位点，这种位点亲和度高。下游含有特定功能域的信号蛋白很快与具有高亲和力的位点结合，并激活细胞内信号转导通路，含有特定结构域的蛋白质将与之进行结合，并被激活，该蛋白被激活后，级联信号即被启动，信号继续传递，进一步激活下游效应分子，介导代谢反应、细胞生存、生长和分化的多重功效。可见IRS及其磷酸化过程，在胰岛素的代谢过程中尤为重要。

本研究结果显示，与对照组相比，PCOS组子宫内膜组织IRS-1和IRS-2蛋白表达及蛋白酪氨酸磷酸化程度均下降，差异有统计学意义。由于IRS是胰岛素受体后信号传导通路的重要蛋白，IRS蛋白异常表达及酪氨酸磷酸化程度下降，使IRS不能正常发挥生理作用，进而导致子宫内膜胰岛素通路传导出现障碍，影响下游效应蛋白启动，进一步影响子宫内膜的胰岛素代谢和葡萄糖的摄取和利用，提示IRS参与子宫内膜水平细胞的代谢受损。推测PCOS组子宫内膜IRS蛋白表达量减少及酪氨酸磷酸化程度下降,导致子宫内膜组织对葡萄糖摄取、利用的减少是子宫内膜水平胰岛素抵抗的重要基础，在PCOS子宫内膜组织产生IR。本研究结果还显示，PCOS组中伴IR者的IRS-1及IRS-2蛋白的表达下降程度和蛋白酪氨酸磷酸化异常程度较PCOS非IR组相比，差异有统计学意义。提示IRS的异常表达及蛋白酪氨酸磷酸化程度下降与IR的发生存在密切的关联，IR和IRS蛋白表达异常及蛋白酪氨酸磷酸化程度下降可能互为因果。

子宫内膜作为重要的生殖单位，需对胚胎着床提供葡萄糖[11]，是胚胎着床的基础。伴随IRS表达异常及蛋白酪氨酸磷酸化程度下降，PCOS子宫内膜后续会出现代谢异常和功能异常，降低糖原合成和能量供给，使子宫内膜的发育出现异常，影响胚胎植入，这或许可以解释PCOS患者高促排卵率、低妊娠率。在临床工作中，通过有效地改善PCOS患者子宫内膜胰岛素抵抗的治疗，可能提高PCOS患者的受孕率，有待进一步的研究。(本文图见封二)

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(本文编辑：刘斯静)

EXPRESSIONOFINSULINRECEPTORSUBSTRATEINENDOMETRIUMOFPATIENTSWITHPOLYCYSTICOVARYSYNDROME

WANGWei1,HUATian2,CAOJinfeng1,HAOGuimin1,CUINa1,JIANGLei1
(1.DepartmentofReproductionMedicine,theSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050000,China;2.DepartmentofGynecology,XingtaiPeople′sHospital,HebeiProvince,Xingtai054031,China)

CT:ObjectiveToresearchtheexpressionofproteininsulinreceptorsubstrate(IRS)andtheleveloftyrosinephosphorylationintheendometriumofthepatientswithpolycysticovarysyndrome(PCOS)andinvestigatethecorrelationsbetweentheexpressionsandtheresistanceofinsulin.MethodsThirtypatientswithPCOSservedasexperimentalgroupaccordingtothediagnosticcriteria,and30femaleshospitalizedsynchronouslywithregularmenstrualcycle,normalserumsexhormone,fastingplasmaglucoseandfastinginsulinlevelsascontrolgroup.Accordingtothehomeostasismodelassessmentforinsulinresistance,thePCOSgroupwasdividedintotwogroups,insulinresistancegroup(groupIR) 17casesandnoninsulinresistancegroup(groupNIR) 13cases.ThedifferencesintheexpressionofIRS-1andIRS-2byimmunohistochemistryamonggroupIR,groupNIRandcontrolgroup,andthelevelsoftyrosinephosphorylationofIRS-1andIRS-2amongthethreegroupswerecompared.ResultsTheexpressionsofproteinIRS-1andIRS-2andthelevelsoftyrosinephosphorylationofIRS-1andIRS-2inPCOSgroupweresignificantlyweakerthanthoseincontrolgroup(P<0.05).TheexpressionsofproteinIRS-1andIRS-2andthelevelsoftyrosinephosphorylationofIRS-1andIRS-2inthePCOSgroupwithIRwereobviouslyweakerthanthoseinthePCOSgroupwithoutIR(P<0.05).ConclusionItisobviousthattheexpressionsofproteinIRS-1andIRS-2declinedandthedegreesoftyrosinephosphorylationdescendedinthepatientswithPCOS.TheabnormalityisquitedistinctinthepatientsofPCOSgroupwithIR.ItspeculatesthatthereisacloserelationshipbetweentheabnormalexpressionofIRS,thedescentofthedegreeoftyrosinephosphorylationandthegenesisofIRintheendometriumofthepatientswithPCOS.

polycysticovarysyndrome；receptor,insulin;endometrium

2014-03-20；

2014-05-15

河北省科学技术研究与发展计划项目(11276103D-29)；河北省人口和计划生育委员会科研计划项目(2013-A06);河北、医科大学第二医院科研基金项目(2h1201308)

王玮(1974-)，女，河北深县人，河北医科大学第二医院副主任医师，医学博士，从事人类辅助生殖技术研究。

R711.75

A

1007-3205(2014)07-0745-04