甲状腺激素调控卵泡发育的最新研究进展

苏健 邢丽 杜晓琴 叶娟 陈燕 刘雪鸥

1天津市中心妇产科医院 300052；2天津市医学科学院血液病医院 300020

甲状腺是人体最大的内分泌腺，其分泌的甲状腺激素（thyroid hormones，THs）对人体具有极其重要的作用，几乎作用于人体的全部细胞，主要合成和分泌少量的3，5，3三碘甲腺原氨酸（triiodothyronine，T3）和甲状腺素（四碘甲腺原氨酸）（thyroxine，T4）。THs参与机体的物质代谢、产热、生长发育，还可参与维持其他系统的生理功能，对人体生长发育、组织和器官分化等至关重要［1］。生理状态下人体THs维持在一个相对稳定的水平，过高或过低均会引起机体发生病理变化，THs可通过下丘脑-垂体-卵巢轴来影响人体内的促卵泡生成激素（FSH）、促黄体生成激素（LH）、雌二醇（E2）、催乳素等性激素的分泌，进而影响卵泡发育［2］。

1 卵泡发育

1.1 卵泡发育的各个阶段 女性卵巢中卵泡的发育始于胚胎时期，卵巢在垂体周期性分泌的促性腺激素（gonadotropins，Gn）的影响下，每隔28 d左右有1个卵泡发育成熟并排出，左右卵巢不定期地交替排卵。一生中约排卵400～500个，其余卵泡均于不同年龄通过细胞凋亡的机制先后退化为闭锁卵泡。卵泡发育是个连续的生长过程，一般可分为始基卵泡、窦前卵泡、窦状卵泡和排卵前卵泡4个阶段。窦前卵泡又分为初级卵泡和次级卵泡。而只有到次级卵泡阶段时，卵泡生长发育所必需的几种特异性受体才会在颗粒细胞上出现，即雄激素受体、卵泡刺激素受体、雌激素受体，卵泡内膜上出现了黄体生成素受体，窦前卵泡的次级卵泡阶段才具备了FSH、LH作用的条件和合成性激素的能力。所以，卵泡发育是一个多细胞参与的、内分泌调控与局部微环境协同调控的复杂在体过程。

1.2 影响卵泡发育的因素

1.2.1 激素调节 卵泡发育的主要调节系统是下丘脑-垂体-卵巢轴。下丘脑通过分泌促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）调节垂体FSH和LH的释放，使卵巢性激素分泌发生周期性变化；卵巢分泌的激素对中枢生殖调节激素的合成与分泌具有反馈调节作用［3］。卵泡从有腔阶段发育至排卵阶段LH起到了非常重要的作用，FSH可调节颗粒细胞功能，促进卵泡发育和E2的生成。研究显示，人类卵泡的卵母细胞可以表达甲状腺素受体（TR）和促甲状腺素受体，人类卵泡的颗粒细胞中存在T3的结合位点，人类子宫内膜及肌层表达甲状腺素受体，卵泡液中能检测到T3和T4［4］。动物研究也显示，Wistar大鼠子宫平滑肌细胞、宫腔上皮、子宫内膜腺上皮、内膜基质细胞、输卵管的平滑肌细胞及上皮细胞均有甲状腺素受体的表达［5］。甲状腺素受体广泛表达于女性生殖系统中，这也表明THs在女性生殖系统的发育及功能调控中发挥作用。另一项研究表明，卵巢组织的促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）刺激2h可使环磷酸腺苷（cAMP）水平升高，THs刺激后10、30、60 min和24 h均可激活ERK1/2（extracellular signal-regulated kinase，细胞外信号调节激酶）通路，提示TSH或THs对卵巢功能的调控作用。而TSH和THs刺激卵巢组织对于卵泡的大小并不影响，显示TSH和THs对卵泡发育的影响是一个长期过程［6］。给人工授精母羊注射马绒毛膜促性腺激素10 d，每天400国际单位，与减半剂量组比较，结果显示，高剂量组的孕激素水平有所提高且黄体增大［7］。褪黑激素（melatonine，MT）可以一定程度上保护卵巢免受氧化损伤［8］。脱氢表雄酮补充剂对辅助不孕症治疗有积极影响，但是仍需进一步证明［9］。由此可见，激素调控卵泡发育的机制十分复杂，各种激素间可能存在相互作用，直接或者间接调控卵泡的成熟。

1.2.2 细胞因子调节 在卵巢中产生的细胞因子可以调控卵巢的状态，是卵巢生理活动的主要参与者，为卵泡发育至排卵的全过程提供适合的生理环境，对于调控细胞增殖或分化、毛囊存活或闭锁、卵母细胞成熟的程度具有选择性。在细胞因子调节卵泡发育的全过程中，颗粒细胞（granulosa cells，GC）、theca细胞、卵母细胞、间质细胞（stromal cells，SC）等可分泌抗苗勒管激素（AMH）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）、骨形态发生蛋白（bone morphogenic protein，BMP）、生 长 分 化 因子-9（growth differentiation factor-9，GDF-9）、基质细胞衍生因子（stromal cell-derived factor 1α，SDF-1α）、干细胞因子（stem cell factor，SCF）、转化生长因子β（transforming growth factorβ，TGF-β）、表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等，并诱导卵泡发育。前期研究中，检测育龄期妇女的卵泡发现，在卵泡血管生成过程中前列腺素和VEGF分别通过多个受体发挥互补作用［10］。在检测不同鼠龄老鼠卵巢中吻素（kisspeptin，KP）mRNA和蛋白的表达水平，结果老龄组老鼠卵巢中KP表达增加，表明KP与生殖衰老阶段的卵泡发育和排卵过程有关［11］。动物实验中在犬发情期小窦状卵泡发育阶段中表达上升，GDF-9在犬间情期表达上升，在不发情期以及发情期表达降低，这些蛋白的差异表达表明其极可能与犬的卵泡发育相关［12］。因此，研究卵巢内分泌的多种细胞因子对卵泡的影响，或可预测女性卵巢的存在状态，以此来对临床女性不孕症等疾病的治疗提供帮助。

1.2.3 其他因素 卵泡的连续生长过程还会受到其他多种物质的影响［13］。在卵母细胞中敲除Drp1蛋白，致使成年卵巢内的卵泡被阻滞在初级和次级卵泡阶段，但这个表型可以被FSH所部分扭转［14］。卵巢内的间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）对于维持卵泡的整体形态、调控卵泡发育及其存活率有重要影响［15］。MSC可能对化疗所致的卵巢早衰有一定保护作用，卵巢经MSC处理后可提高卵泡的存活率并促进卵泡的发育［16］。在多囊卵巢综合征患者的卵泡液中存在外泌体（Exosomes，EXs），其运输通过卵泡液到达卵母细胞，发挥相应的调控作用，促进卵母细胞的发育成熟和启动减数分裂［17］。高脂饮食型肥胖也会导致卵泡细胞周期阻滞以及颗粒细胞的过度凋亡，最终导致卵泡发育异常甚至卵巢衰竭［18］。

2 THs调控卵泡发育

THs可通过下丘脑-垂体-卵巢轴来影响人体内的多种重要物质的分泌及交换，进而调控卵泡内各细胞的生长，最终影响卵泡发育。

2.1 THs对卵母细胞的影响 在卵母细胞发育过程中，THs发挥着重要作用，甲状腺功能亢进和减退都会影响机体的新陈代谢，进而影响卵巢和卵泡的发育及功能。学术界关于THs对卵母细胞的影响一直存在争议。研究表明，正常女性卵泡发育各个阶段的卵母细胞中均有TR表达，且体外受精（in vitro fertilization，IVF）女性体内有THα1、THα2、THβ1和THβ2 mRNA在其成熟的卵母细胞中表达［19］。Aghajanova等［20］在体外培养人类卵母细胞的实验中加入高剂量THs，结果却未显示高剂量THs对卵母细胞产生明显影响。不过低浓度的T3对于小鼠卵母细胞的减数分裂阶段无影响，而高浓度T3可能对小鼠卵母细胞产生危害，影响小鼠的减数分裂能力［21］。也有研究显示，合并自身免疫性甲状腺疾病（AITD）女性的卵母细胞受精率较对照组均下降，暗示卵巢可能有抗甲状腺抗体的特性，且卵母细胞质量受甲状腺抗体的危害［22］。可见，AITD对卵母细胞发育存在潜在影响，但其具体影响程度和作用机制仍有待进一步研究阐述。

2.2 THs对颗粒细胞的影响 卵巢得以维持和发挥本身的功能，其中的关键环节就是颗粒细胞的增殖和成熟。颗粒细胞是卵巢中孕酮、E2等类固醇激素合成和分泌的主要场所，其生长状态健康与否和卵泡有着密切联系。一般情况下THs不会单独发生作用，THs与LH/HCG协同作用，在FSH参与下直接刺激颗粒细胞功能及滋养层分化。THs和FSH联合作用，通过PI3K/Akt通路激活颗粒细胞，促进颗粒细胞增殖，抑制颗粒细胞衰老。在啮齿类动物中甲状腺功能低下同样会影响颗粒细胞，抑制GnRH的活性，致使青春期发育缓慢［23］。

诸多动物体外实验显示，THs在颗粒细胞内非常活跃。小鼠体外实验证明，高浓度的THs可降低颗粒细胞中被FSH刺激的芳香化酶的活性，抑制卵泡腔的形成，损害小鼠卵泡的发育［24］。之前的研究也显示，让THs以剂量依赖的形式来调节猪颗粒细胞对FSH的反应性；同时可促进黄体颗粒细胞的增殖［25］。研究亦显示，生理剂量的THs协同FSH促进窦前卵泡的生长，并认为这是通过同时上调X连锁凋亡抑制蛋白（Xiap）和下调促凋亡因子Bad介导的［26］。

2.3 THs对卵泡膜细胞的影响 包绕卵泡的卵泡膜可分为卵泡外膜和卵泡内膜。卵泡外膜为致密的卵巢间质组织，与卵巢间质无明显界限，卵泡内膜从卵巢皮脂层间质细胞演化而来，细胞呈多边形，比颗粒细胞略大。卵泡膜细胞上已被证实有LH受体的存在，在卵泡的生长过程中，卵泡膜细胞依赖FSH和LH产生类固醇，加速黄体化进程，促进排卵。T4可促进新陈代谢，维持正常生长发育，提高机体感受性，使卵巢卵泡膜细胞上的FSH和LH受体得以恢复并对内源性促性腺激素有促进作用，从而促进卵巢中尚残存的始基卵泡发育。郝红革［27］给合并甲状腺功能减退的卵巢早衰患者补充T4，可降低血清中FSH、提高E2的水平，进而影响卵泡的发育。

2.4 THs对卵泡液的影响 人体卵泡液中存在THs，1993年，Wakim等［28］在接受IVF治疗的女性卵泡液中检测到TR，但是人体血清和卵泡液中THs的存在水平一直饱受争议，不过一项动物实验表明，动物血清中T4的水平高于卵泡液。Round等［29］以合并AITD但甲状腺功能正常的不孕症女性为研究对象，检测其卵泡液，观察到卵泡液中存在抗甲状腺抗体，且取卵时卵泡液中甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）、甲状腺球蛋白抗体（TGAb）浓度与血中浓度相关。

3 机体甲状腺功能异常对卵泡发育的影响

甲状腺合成激素的过程比较复杂，任何合成的环节出现问题均可导致甲状腺疾病的发生，影响女性生殖能力。甲状腺功能亢进或减退会引起性激素结合球蛋白（sex hormone-binding globulin，SHBG）和性激素水平的变化，使下丘脑-垂体-卵巢轴功能异常，进而影响卵泡的生长成熟［29］。

3.1 机体甲状腺功能亢进对卵泡发育的影响 过多的THs对女性卵巢功能产生不利影响，研究表明，甲状腺功能亢进患者由于体内的THs分泌增加而导致SHBG和E2的水平升高，清除率下降；雄激素代谢发生改变，雄激素和雄烯二酮生成增加、浓度升高，雄烯二酮和雄激素向E2的转化增多［30］。且患者卵泡期和黄体期的LH水平要高于正常人，进而影响卵泡的发育及功能，引起月经紊乱和排卵障碍。

3.2 机体甲状腺功能减退对卵泡发育的影响 甲状腺功能减退会影响女性体内多种激素分泌，且甲状腺功能减退患者体内的THs分泌减少而使得SHBG和E2的水平降低，最终导致卵巢发育各个阶段的卵泡数量和体积减小，甚至不孕。有报道认为，原发性甲状腺功能减退患者中血清FSH水平升高，血清FSH水平高于LH水平且与TSH水平呈正相关［31］。导致FSH相对高水平和LH低水平的作用机制尚不清楚，其原因可能与TSH和促性腺激素交叉反应的负反馈机制有关。甲状腺功能低下的家兔的初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡变小，并且卵巢的芳香化酶表达减少［32］。短期THs缺乏大鼠会使血液中催乳素水平升高从而影响卵泡发育。不但如此，THs水平异常还会降低新生小鼠的原始卵泡、生长卵泡和有腔卵泡的数量［33］。

综上所述，THs对于机体的生长、代谢作用广泛，并且THs可以通过影响血清中多种激素及细胞因子的分泌，进而参与到体内激素代谢、调控等。不仅如此，THs在女性卵泡发育过程中也起到了举足轻重的作用，THs可通过下丘脑-垂体-卵巢轴来影响卵巢功能，进而影响卵泡发育的各个环节，THs对于卵母细胞、颗粒细胞等的研究已经取得了较大进展，但是其对于卵泡液、卵泡膜细胞等的影响还需要进一步研究，或可为不孕症女性的临床治疗提供思路。