卵泡液重要蛋白分子与OHSS发生的相关性研究进展
2020-02-15王欣磊孙振高张祎李丽高丹丹马英杰
王欣磊,孙振高,张祎,李丽,高丹丹,马英杰
(1.山东中医药大学中医学院,济南 250014;2.山东中医药大学附属医院中西医结合生殖与遗传中心,济南 250014;3.山东中医药大学第一临床学院,济南 250014)
卵巢过度刺激综合征(OHSS)作为体外辅助生殖的并发症之一,经常出现在促性腺激素治疗期间。其临床症状根据严重程度的不同,可表现为恶心呕吐等胃肠道症状、胸闷憋气等呼吸系统症状、低钠或高钾等电解质失衡、腹水、卵巢增大、胸膜或者心包积液、第三腔隙液体移位、高热、肝肾功能不全、低球蛋白血症、动静脉血栓栓塞等[1],严重的可危及生命。一般将OHSS分成轻度、中度以及重度三级[2],以轻度最为常见。
近年来,随着各种组学,特别是蛋白质组学在生殖领域广泛的应用,人们可以更好地寻找差异蛋白以了解蛋白质在受精过程中的作用。卵泡液微环境对卵母细胞的生长发育至关重要,影响着卵泡以及胚胎的发育,作为一种非常复杂的生物液,其内存在多种蛋白质和其他活性物质。运用蛋白质组学的方式对卵泡液内的蛋白质进行研究分析,可以更好地认识卵泡发育的情况,评估卵泡质量,以及随后胚胎的发育。同时,卵泡液作为卵母细胞的生长发育场所,卵泡液内的蛋白质很可能参与了OHSS的发展。本文旨在通过对卵泡液中重要蛋白分子与OHSS发生的相关性研究进行概述,发现与OHSS发生相关的几种蛋白,以期对OHSS的预测、治疗有所帮助。
一、卵泡液中与OHSS发生变化的相关蛋白
1.白介素6(IL-6):IL-6是由淋巴细胞、单核细胞和其他细胞产生的促炎性细胞因子,是OHSS的主要免疫调节细胞因子之一[3]。IL-6反式信号转导抑制化疗诱导的卵巢癌细胞凋亡,诱导内皮细胞通透性增高,促进卵巢癌细胞经内皮细胞迁移,从而促进腹水的产生[4]。Wei等[5]发现在高危OHSS患者的卵泡液中sIL-6Rα(一种同源性的IL-6Rα)水平明显增加,并通过小鼠OHSS模型实验研究了IL-6反式信号转导在血管渗漏中的作用,发现IL-6不仅直接增加血管通透性,还可诱导内源性血管内皮生长因子(VEGF)的产生,表明靶向IL-6反式信号转导可能是预防OHSS的潜在治疗方法。
2.褪黑素:褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)是一种主要由松果体产生的吲哚胺,具有调节睡眠、抗衰老、抗炎等多重作用,可由昼夜节律调节。褪黑素及其代谢物有益于生殖过程中的氧化应激反应,减少相关自由基引起的损伤[6]。褪黑素参与生殖内分泌活动和下丘脑-垂体-性腺轴功能的调节[7],Zheng等[8]首次证实了卵泡液内褪黑素水平与体外受精结局显著相关,另外还研究了OHSS妇女与非OHSS妇女在接受体外受精(IVF)时卵泡液内褪黑素的水平差异,并评估了褪黑素浓度与体外受精结局的相关性。证实OHSS妇女卵泡液褪黑素浓度高于非OHSS组,考虑可将卵泡液褪黑素浓度作为OHSS发生的预测指标[9]。
褪黑素对卵泡的有效保护作用,使其免受自由基的破坏,猜测可能是通过以下通路:(1)褪黑素与位于质膜和核膜上的褪黑素受体结合,促进一些可作为抗自由基清除剂的基因转录或抑制某些作为自由基的基因转录[10];(2)由于其亲脂性,它也可直接与自由基结合,并产生一系列代谢产物,这些代谢产物也是有效的自由基清除剂[11]。Li等[12]研究了卵泡液褪黑素水平对OHSS的预测及其机制,主要观察指标是褪黑素受体2(MT2)、芳香化酶、VEGF和诱导型一氧化氮合酶(INOS),发现OHSS患者褪黑素浓度升高、MT2表达增高、芳香化酶和VEGF的表达上调,而INOS的表达下调,推测褪黑素可能参与的OHSS发生的分子发病机制是通过提高芳香化酶水平,加速人类颗粒细胞中雄激素向雌激素的转化。
3.血管内皮生长因子(VEGF):VEGF是血小板衍生生长因子家族的一员,在体内可促进血管再生。OHSS患者的特征是血管通透性增加,使液体从血管内转移到血管外[13]。当存在胚胎植入时,子宫内膜内皮细胞和血管通透性在VEGF的影响下,会分别出现不同程度的细胞增殖和血管通透性增加[14]。王京等[15]证实子宫内膜巨噬细胞通过调控VEGF的表达来调节子宫内膜容受性,从而影响胚胎着床的结局。VEGF增加血管通透性后,可使OHSS发病风险显著增加[16]。其中,VEGFR2是血管内皮生长因子生物学效应的主要调节因子[17]。Danastas等[18]在大鼠实验中,研究了卵巢过度刺激与大鼠子宫VEGF及其主要受体VEGFR2水平的关系,结果表明在大鼠卵巢过度刺激模型中,VEGF188表达水平降低,VEGFR2蛋白水平下降,血管管腔明显增大。Zeng等[19]研究了黄体GnRH拮抗剂西曲瑞克对OHSS的影响,结果证明西曲瑞克可以有效降低OHSS发生的风险,并使血清VEGF水平下降。Fang等[20]研究了双向调节蛋白(AREG)、表皮生长因子受体(EGFR)和人表皮生长因子受体2(HER2)等与VEGF的关系,发现OHSS组患者的卵泡液中VEGF水平高于对照组,还发现上调卵泡液和颗粒细胞中AREG、EGFR和HER2的水平,可以增强VEGF的表达,从而促进OHSS的发生,这提示EGFR和HER2介导的信号转导可能是一种治疗OHSS的新靶点。
4.鞘氨醇1-磷酸(S1P):S1P源于由鞘氨醇激酶磷酸化的鞘氨醇,可以加强细胞间和细胞基质的粘附,增强内皮屏障完整性,使血管通透性下降,从而减少了动物模型中肺水肿的形成[21]。Scotti等[22]研究了OHSS患者卵泡液中S1P水平发生的变化,证实OHSS患者的卵泡液中S1P水平较低,而使用S1P可以降低血管通透性。同时,在相应的动物实验中发现OHSS组的血管通透性和VEGF121亚型及其受体KDR的表达均较对照组增加,而添加S1P后则降低了上述指标,故推测S1P可以通过调节VEGF/VEGF2系统来增强血管屏障功能,从而降低OHSS患者的血管通透性,因此可以用于OHSS的预防。
5.血管生成素-1(Angpt1):Angpt1是一种血管生成因子,可与酪氨酸激酶受体(RTK)结合,是小鼠血管正常发育所需要的[23]。Scotti等[24]在鹌鹑动物实验模型中研究了抑制Angpt1对OHSS患者卵巢血管完整性的影响,发现卵泡液中Angpt1的含量与内皮细胞的形态学改变存在相关性。内皮细胞的高通透性通常伴随着连接蛋白的重组,促使内皮连接暂时开放,随后旁细胞通透性增加。基于这一理念,Scotti等[24]提出紧密连接蛋白(TJ)和粘着连接蛋白(AJ)是内皮细胞中Angpt1的下游靶点,并证实了Angpt1影响卵巢OHSS等疾病中血管分支的发育、肌动蛋白丝的分布和内皮细胞-细胞连接蛋白的表达,可以为许多血管异常性渗漏的人类疾病的治疗提供新靶点。
6.凝血酶敏感蛋白-1(TSP-1):TSP-1是一种分布在不同类型细胞中的糖蛋白基因变体,在血管完整性和血栓形成中发挥重要作用。锌指基因217(ZNF217)可以直接与TSP-1的启动子结合[25]。Zhai等[26]研究了ZNF217与OHSS发生之间的关系,证实ZNF217通过促进E2合成和抑制TSP-1的表达来增加了OHSS的发生,发现高危OHSS患者和OHSS大鼠模型中颗粒细胞ZNF217表达增加,卵泡液TSP-1水平降低。因此,TSP-1可能受到ZNF217的调节,参与OHSS的发病机制。这也从另一个角度提供了OHSS可能的治疗靶点。
7.抗苗勒管激素(AMH):AMH是转化生长因子β超家族中的一员,对卵泡早期的发育有着重要作用[27]。血清AMH可作为卵巢储备功能的重要标志物[28]。Wang等[29]发现OHSS组患者的卵泡液中AMH浓度明显低于对照组,E2浓度明显高于对照组,单个卵泡AMH浓度与OHSS发生率负相关,并通过小鼠实验模型证实AMH信号通路减弱的患者对过量的外源性FSH更敏感,更易发生OHSS风险。原因可能是AMH通过AMHR2抑制FSH诱导的腺苷酸环化酶激活、芳香化酶表达和E2产生[30],当AMH抑制作用减弱,就导致卵泡FSHR对FSH反应性的抑制作用减弱,导致生长卵泡数量增多,获得卵母细胞数量增多,从而增加OHSS风险。
二、其他OHSS相关蛋白研究
Grynnerup等[31]研究了OHSS和非OHSS妇女在排卵前卵泡液中可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体(SUPAR)、CRP、胎盘生长因子(PLGF)、VEGF和血管生成素1和2的水平是否存在差异。发现与非OHSS患者相比,OHSS组的SUPAR水平降低,而CRP、PLGF、VEGF、血管生成素1和2水平没有发现显著差异。Ulcova-Gallova等[32]研究了女性血清和卵泡液中抑制素A、抑制素B水平是否与OHSS有关,发现OHSS组与非OHSS组抑制素A、抑制素B水平存在差异,但没有统计学意义。Amano等[33]比较了OHSS和非OHSS的不孕妇女卵泡液中支链氨基酸(BCAA)和酪氨酸的浓度,发现BCAA浓度类似,但OHSS组酪氨酸浓度显著低于非OHSS组,多巴胺受体激动剂可用作潜在的抗OHSS药物,而酪氨酸作为多巴胺的前体,可能对OHSS的发展有一定的作用。Shi等[34]研究了CD11c+HLA-DR+树突状细胞及相关细胞因子在卵泡液中的表达与OHSS的发病关系,发现OHSS组卵泡液中CD11c+HLA-DR+树突状细胞及相关细胞因子(白介素10、白介素12、白介素18、白介素23)水平均显著高于非OHSS组,提示OHSS患者的卵泡液处于炎症状态,炎症状态可能与OHSS有关,卵泡液微环境可能影响卵母细胞质量和胚胎发育。
三、小结
从分子生物学层次对卵泡液重要蛋白分子进行研究,能够揭示与OHSS发生相关的生理病理学变化。这些重要蛋白分子的研究非常依赖于生物信息学分析,受限于当前技术的发展,目前仍未能明确所有蛋白的变化及功能,但对于OHSS的预测、治疗等方面依旧发挥了重要的作用。依靠先进的计算分析工具,比如Reactome等可以提高蛋白质分子数据的准确性。相信在未来随着各种组学(如蛋白质组、代谢组等)在生殖领域的不断发展,各种有效的数据分析,生物标志物的确定,可以更加精准简便的鉴定、分析蛋白,尽早预测OHSS的发生,并进行有效干预和治疗,从而提高辅助生殖的成功率,最终改善其结局。