多囊卵巢综合征动物模型中西医研究进展

王胜，吴林玲

(天津中医药大学第一附属医院，天津 300000)

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)常见于青春期和育龄期女性，患病率为8%～13%[1]。PCOS以稀发排卵、雄激素过多和卵巢多囊样改变为主要特征，并常伴有胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)、肥胖、2型糖尿病和高脂血症等代谢紊乱，且心血管疾病、子宫内膜病变等远期风险远高于正常人群，严重影响女性健康。PCOS临床表现具有高度异质性，且病因及病生理机制复杂，至今尚未明确。构建动物模型是疾病研究的重要方法，国内外研究者已经建立了多种PCOS造模方法，这些造模方法各有优缺点，但目前尚无完全模拟人类PCOS全部特征和发病机制的动物模型。中医学无“PCOS”这一病名，而是根据其临床表现归属于“月经后期”“闭经”和“不孕”等范畴。“证”是中医学认识和诊疗疾病的核心，西医的“病”与中医的“证”结合是目前中医院实际临床诊疗常态。病证结合动物模型将现代医学的“病”和中医学的“证”相结合，同时具备现代医学疾病特征和中医证候特点[2-3]。目前已建立了具备PCOS中医常见证型特征的病证结合模型，但模型尚缺乏中医证候的客观化和标准化评价指标。现就PCOS动物模型的中西医研究进展予以综述。

1 雄激素法

虽然PCOS病因迄今未明，但大量研究表明高雄激素血症与PCOS的发生密切相关，卵巢局部高雄激素可阻碍卵泡正常生长，导致卵泡闭锁和凋亡，造成无排卵或稀发排卵，而循环中的高雄激素可引起多毛、肥胖、痤疮和脱发等临床表现[4]。外源性给予雄激素可诱导实验动物的PCOS表型，雄激素法造模使用较多的雄激素是脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)、双氢睾酮(dihydrotestosterone，DHT)和丙酸睾酮(testosterone propionate，TP)。根据雄激素干预的时间可分为产前雄激素模型和产后雄激素模型。

1.1产前雄激素模型 环境因素参与了PCOS的发生、发展，孕期高雄激素暴露参与了子代PCOS的发生[5]。产前雄激素模型在孕期给予母体高雄激素暴露，其子代可出现PCOS特征。研究表明，胎儿期暴露于过多雄激素的雌性恒河猴[6]、小鼠[7-8]和大鼠[9]等动物成年后均出现了PCOS表现。产前雄激素干预可影响性激素转化关键酶的表达。邢彦和刘海宁[10]选用Wistar大鼠，于孕15～20 d颈部皮下注射TP，子代雌鼠卵巢颗粒细胞p450芳香化酶表达显著降低，表明孕期高雄激素环境可影响子代雌鼠p450芳香化酶的表达，而p450芳香化酶是雄激素转化为雌激素的关键酶，这与子代雄激素水平升高有关，并可能是PCOS的早期原因之一。产前雄激素干预还可影响子代雄激素受体(androgen receptor，AR)的表达。Cardoso等[11]对绵羊孕期给予TP干预，其子代垂体AR增加，这与PCOS雄激素作用增强有关。产前雄激素模型具备PCOS的特征，是研究PCOS起源和发生的有力工具。

1.2产后雄激素模型 相对于产前雄激素模型，产后雄激素模型是在动物青春期前后给予外源性高雄激素暴露，从而诱导PCOS模型。DHEA是最主要的肾上腺源性雄激素，主要源自肾上腺网状带。PCOS患者常有DHEA水平升高，DHEA无雄激素活性，但可转化为具有生物活性的睾酮，故有很强的致雄性作用[12]。外源性DHEA可诱导实验动物PCOS表型，DHEA诱导的动物模型具有PCOS类似的生殖特征，如失去动情周期、黄体生成素(luteinizing hormone，LH)及睾酮水平升高、成熟卵泡以及黄体个数显著减少等[13-14]。但DHEA模型卵巢偏小，且三酰甘油、稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR)等代谢指标均无显著异常，不适用于PCOS代谢异常的研究[15]。DHEA联合人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin，hCG)及高脂饮食可弥补这一不足，该改良的DHEA模型大鼠卵巢体积及质量显著升高，并表现出显著的代谢异常[16-17]。

DHT可引起动物体内雄激素过高，进而干扰卵泡生长成熟，抑制排卵，可用于建立PCOS模型。Krishnan等[18]和Browm等[19]的研究均表明，DHT暴露使大鼠卵巢呈多囊样改变，表现为黄体缺失、卵泡增加，但卵巢偏小。除生殖特征改变外，DHT诱导的PCOS模型还表现出糖脂代谢异常的特征。Nikolic＇等[20]发现，DHT诱导的PCOS大鼠模型体重和热量摄入均增加，脂肪细胞增大，内脏脂肪及血三酰甘油水平均增加。Zhang等[21]发现，DHT缓释75 d可使大鼠体重增加，同时皮下、内脏及性腺脂肪比例增加。Andrisse等[22]研究表明，DHT暴露可引起小鼠高胰岛素血症，且DHT对胰岛素信号转导的影响具有组织差异性。可见，DHT模型具备PCOS的生殖特征和代谢特点，但缺点是卵巢偏小。

TP也可用于建立PCOS模型。Azeemuddin等[23]给予9日龄Wistar大鼠幼崽TP皮下注射70 d，造模结束时大鼠失去正常动情周期，卵巢质量增加，且囊性卵泡和闭锁卵泡多于正常对照组，同时黄体数减少，体重较正常对照组显著增加，并表现出血糖耐受不良。Qu等[24]选用9日龄SD大鼠幼崽予TP单次注射，8周后大鼠卵巢增大，总睾酮和游离雄激素指数升高，LH及LH/卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone，FSH)升高，表现出典型的PCOS激素水平。另外，TP联合高脂饮食可诱导PCOS-IR模型。研究表明，TP联合高脂饮食诱导的大鼠模型空腹胰岛素[25]和HOMA-IR[26-27]水平均显著升高。以上研究表明，TP模型具备PCOS的生殖特征和代谢特点，与人类PCOS相似度较高。

2 来曲唑法

来曲唑是一种芳香化酶抑制剂，而芳香化酶是雄激素向雌激素转化的最后一步限速酶，因此来曲唑可抑制雄激素向雌激素转化，使体内雄激素水平升高。有学者对来曲唑诱导的大鼠PCOS模型进行了全面评价，给6周龄SD大鼠连续灌胃21 d，结果大鼠失去规律动情周期，睾酮和LH水平均显著升高，雌二醇水平显著降低，卵巢体积显著增大，可见大量典型囊状卵泡，空腹血糖、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平均显著升高，提示内分泌及糖脂代谢紊乱，表明来曲唑可诱导出较成功的大鼠模型[28]。Fu等[29]和骆倩倩等[30]也应用来曲唑灌胃建立了较理想的PCOS模型。苗明三等[31]发现，来曲唑诱导的PCOS模型血清促性腺激素释放激素、LH和LH/FSH水平均显著升高，AR也显著升高，而血清促性腺激素释放激素的释放频率和AR的增加均与PCOS发病密切相关。

IR是PCOS重要的发病机制之一，来曲唑联合高脂饮食可建立PCOS-IR模型。蔡云和许昕[32]应用来曲唑联合高脂饮食法建立PCOS-IR模型，研究发现，延长造模周期可增加PCOS大鼠生殖和代谢紊乱程度。后续的研究表明，来曲唑联合高脂饮食连续喂养27 d可成功复制PCOS-IR模型，其病理特征、内分泌及代谢情况与临床相符[33]。Torres等[34]研究表明，PCOS小鼠的代谢表型与来曲唑干预时间相关，青春期接受来曲唑干预更易造成小鼠代谢异常，而成年期接受来曲唑干预小鼠仍保持胰岛素敏感性。来曲唑诱导的动物模型符合PCOS的生殖特征，卵巢形态与临床患者相似，同时具备代谢紊乱的特点，是较为理想和使用较多的动物模型之一。但由于雌激素水平较低，故不适用于研究雌激素水平较高的PCOS。

3 戊酸雌二醇法

戊酸雌二醇(estradiol valerate，EV)是长效雌激素制剂，外源性给予雌激素可扰乱下丘脑促性腺激素释放激素的分泌，扰乱正常内分泌。Mohammadi等[35]选用Wistar大鼠一次性注射2 mg/kg的EV，并于60 d后处死动物，结果发现，模型组体重和卵巢质量均显著增加，LH、睾酮、雌二醇水平均较对照组显著升高，FSH水平较对照组显著降低，成功诱导出了PCOS模型。Salmabadi等[36]的研究表明，EV诱导的PCOS模型三酰甘油、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平均升高，表现出脂代谢紊乱的特点。Mirabolghasemi和Kamyab[37]研究表明，EV诱导的PCOS模型大鼠子宫内膜有丝分裂活性增加，这可能与PCOS子宫内膜病变相关。

EV模型在体重、性激素水平等方面，不同研究报道的数据差异较大。Taghvaee Javanshir等[38]的研究表明，EV诱导的PCOS模型体重显著降低，原因是EV促进了脂质代谢。Aghaie等[39]的研究表明，EV诱导的PCOS模型体重亦无显著增加，且卵巢质量显著低于正常对照组。Alzahrani等[40]研究表明，EV诱导的大鼠模型卵巢呈多囊样改变，但LH降低，FSH升高，不符合典型的PCOS内分泌特征。可见，EV模型缺乏稳定性。同时长效雌激素干扰整个下丘脑-垂体轴，不适于PCOS治疗效果的研究。

4 胰岛素+hCG法

PCOS患者常伴有高胰岛素血症，胰岛素刺激卵泡间质细胞和膜细胞合成雄激素，降低循环中性激素结合蛋白水平，导致游离雄激素水平增加。hCG为LH类似物，可抑制卵泡颗粒细胞有丝分裂，限制颗粒细胞数量，且胰岛素可放大LH促进雄激素合成的作用，因此胰岛素与LH协同作用可引起高雄激素和卵泡闭锁。

李俊波等[41]选用6周龄SD大鼠，每日皮下注射1次胰岛素，第1～10日注射剂量由0.5 IU递增至6.0 IU，第11～22日持续剂量6.0 IU；同时第11～22日皮下注射hCG 3.0 IU，每日2次，造模周期共22 d，结果发现，模型大鼠失去规律动情周期，雄激素水平升高，卵巢显著变大、包膜增厚、囊泡扩张，且体重增加，HOMA-IR升高，成功诱导出了PCOS模型。Li等[42]发现，胰岛素+hCG诱导的PCOS大鼠模型细胞色素P450C17酶(cytochrome P450 17 hydroxylase，CYP17)基因和P450胆固醇侧链裂解酶的表达均显著高于正常对照组，且模型大鼠睾酮水平也显著升高，P450胆固醇侧链裂解酶是雄激素合成与代谢的关键酶之一，受CYP17基因调控，表明胰岛素+hCG促进了内源性高雄激素血症的形成。陈恺文和宋阳[43]采用胰岛素+hCG建立了PCOS-IR模型，结果模型大鼠子宫内膜葡萄糖转运体4和胰岛素受体底物2水平均显著降低，表明模型大鼠子宫内膜胰岛素信号通路受损。胰岛素+hCG诱导的动物模型与实际临床较为相符，是较理想的动物模型之一，但卵泡直径较大，不符合临床PCOS卵泡较小的特点。

5 孕激素+hCG造模法

外源性孕激素可抑制垂体分泌促性腺激素，导致不排卵，hCG发挥LH样作用，使卵巢发生多囊样改变。江胜芳等[44]对孕激素+hCG诱导的PCOS模型进行评估，结果发现，该模型卵巢呈多囊样改变，卵泡囊状扩张，睾酮水平显著升高，符合PCOS的特征。夏燕等[45]选用21日龄SD大鼠，适应性喂养后于23日龄背部皮下埋置17-炔诺酮胶管，3 d后皮下注射hCG 25 IU/只，每日2次，于造模开始后第3天分批处死各组大鼠，直至达到PCOS模型标准，结果发现，造模第6天卵巢即呈多囊样改变，第24天PCOS大鼠模型构建成功。Ouyang等[46]选用24日龄SD大鼠，皮下埋置炔诺酮，3 d后皮下注射hCG 1.5 IU，每日2次，连续9 d，结果发现，实验组LH、睾酮、胰岛素、LH/FSH水平均显著高于对照组。刘颖等[47]研究表明，孕激素+hCG诱导的PCOS大鼠卵泡多呈囊性扩张，并表现出糖脂代谢和胰岛素信号通路异常。孕激素+hCG法较符合PCOS的临床特征，但该法诱导的动物模型卵泡呈囊状扩张，不符合PCOS患者卵泡较小的特点。由于孕激素抑制排卵，故该模型不适于促排卵效果的相关研究。

6 PCOS病证结合动物模型

中医学并无“PCOS”这一病名，根据临床表现PCOS在中医学中归属于“月经后期”“闭经”和“不孕”等范畴。辨证论治，审证求因，“证”是中医学认识和诊疗疾病的核心，中医临床常见PCOS证型有肾虚证、痰湿证、血瘀证和肝郁证。研究者将西医的“病”与中医的“证”相结合，构建了不同的PCOS病证结合动物模型。

6.1肾虚证 “经水出诸肾”，中医认为肾虚为PCOS的基本病机，肾虚证为PCOS的基本证型。禀赋不足，素体孱弱，或早婚房劳，肾气受损，天癸乏源，血海空虚，则月经错后或不孕。肾主骨，其华在发，肾虚则毛发脱落、活动减少；肾藏精，主生殖，肾虚则生殖功能降低。生殖功能降低为PCOS的主要表现，也是肾虚证的主要特征。而雄激素法、来曲唑法、EV法、胰岛素+hCG和孕激素+hCG诱导的PCOS模型均具有生育功能降低的特征，故常直接用作PCOS肾虚证动物模型。例如，周昕等[48]评价了TP模型的中医证候，大鼠注射TP后出现持续萎靡、被毛疏松、毛不光洁、拱背少动以及反应迟钝等表现，符合中医肾虚证特征。杨新鸣等[49]认为，产前雄激素模型的卵巢卵泡、黄体数和子宫腺体均减少，雌孕激素分泌降低，子宫内膜变薄及生育能力降低，符合中医肾虚证的特点。马金平等[50]研究表明，补肾中药可以增加胰岛素+hCG诱导的PCOS模型大鼠的成熟卵泡数，改善卵泡发育，据“方证对应”理论可知胰岛素+hCG模型具有肾虚证特征。

6.2痰湿证 痰湿阻于冲任，气血运行受阻，血海不能按时满盈，则月经错后；痰湿阻于胞宫，则有碍摄精成孕。与非痰湿型PCOS相比，痰湿型PCOS具有更显著的代谢指标紊乱[51-52]。张跃辉等[53]采用胰岛素+hCG法造模，大鼠出现了肥胖和糖脂代谢异常，符合痰湿证特点。肥甘厚味生痰生湿，联合高脂高糖可诱导痰湿证动物模型。林莺等[54]和黄映红等[55]采用来曲唑造模法联合高脂膳食诱导的PCOS大鼠模型体重显著高于对照组，IR显著，血脂水平显著升高，符合中医痰湿证的特征。链脲佐菌素对动物胰岛β细胞具有高度选择性破坏作用，可使空腹血糖、空腹胰岛素、HOMA-IR等指标上升。邢佳和傅萍[56]选用23日龄小鼠在DHEA造模法基础上联合高脂高糖喂养20 d，之后腹腔注射链脲佐菌素14 d，结果痰湿组小鼠体重、空腹血糖、空腹胰岛素和HOMA-IR水平均显著高于非痰湿组及对照组，符合痰湿证特征。

6.3血瘀证 瘀阻冲任，闭阻胞脉，经血不能下达，而致闭经或不孕。血瘀证PCOS以慢性炎症分子改变为基本特征[57]，而慢性炎症与中医血瘀证相关[58]。现代医学认为，脂多糖能引发炎症，表现为内毒素血症，而内毒素对应中医的“热邪”“毒邪”范畴，热邪毒邪能够引起血行不畅、瘀血内阻，即血瘀证[59]。结肠癌荷瘤小鼠注射脂多糖后表现出毛细血管颜色变深、眼球颜色变为暗红、爪甲渐暗以及尾部光泽减退等脉络瘀滞征象[60]。杨新鸣等[61]选用6周龄SD大鼠，模型组采用来曲唑联合脂多糖造模，空白组常规饲养，结果模型组大鼠出现了PCOS的表现，同时出现了活动减少、皮毛失去光泽、爪甲枯燥、尾部颜色逐渐深暗、舌质由淡红变为暗紫以及舌下静脉增粗变长等血瘀证表现。

6.4肝郁证 素性抑郁，或七情内伤，情志不遂，郁久化火，热扰冲任，冲任不调，气血失和，而致面部多毛、痤疮、月经紊乱，甚则不孕。情志不遂，郁怒伤肝，致肝失疏泄，气机不畅，而发为肝郁证。慢性不可预知性应激反应法可建立肝郁证模型，研究表明，慢性束缚应激法建立的肝郁证模型大鼠存在神经内分泌功能异常[62]。Sun等[63]选用3周龄SD大鼠，适应性喂养后实验组给予慢性不可预知应激，每日随机给予断食、断水、夹尾等10种刺激方式中的两种，连续3周，结果实验组大鼠失去规律动情周期，囊性卵泡增多，初级卵泡和黄体减少，诱导出了肝郁证PCOS模型。牛艳艳等[64]选用24日龄雌性大鼠，每日皮下注射DHEA，连续21 d，同时每日随机施加禁食禁水、冰水游泳、孤养且鼠笼倾斜等8种刺激方式的一种，结果肝郁加雄激素组除表现为生殖功能降低外，与单纯DHEA模型相比还具有更高的血脂水平，表明肝郁加重了雄激素所致的脂代谢紊乱的程度。

7 小 结

不同动物模型从不同角度反映了PCOS不同的临床特征，但目前尚无符合PCOS所有临床特征的动物模型，实际研究时需要根据研究目的选择合适的动物模型。然而，关于如何选择造模方法可供参考的资料又比较匮乏。PCOS动物模型尚缺乏稳定性，不同研究报道的造模结果不完全统一，甚至差异较大。未来如何建立稳定、公认的PCOS动物模型，如何选择造模方法等还有待进一步研究。具有中医特色的病证结合动物模型是现代中医研究不可缺少的工具。目前PCOS病证结合模型取得了一定研究成果，病证结合模型的中医证候评价多基于造模因素、临床表现及分子生物学指标等方面。未来病证结合模型的中医证候学方面还有待进一步研究。