卵泡液中干细胞因子在女性不孕症及辅助生殖技术中的研究进展

王旭，王光明，董兆梅

体外受精和胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)的成功率在一定程度上取决于卵母细胞的发育潜力，因此，准确评估卵母细胞的发育潜力是IVF-ET过程中的一个重要步骤[1]。而卵泡液是卵母细胞生长的微环境，对卵母细胞的成熟、受精以及妊娠结局均起着不可或缺的作用。

已有研究表明，卵泡液中的干细胞因子(stem cell factor,SCF)参与配子成熟、胚胎发育，也可与体内的雌激素、孕酮等共同作用促进卵母细胞的成熟，是影响卵泡发育的重要因子[2-3]。SCF既可参与卵母细胞成熟的调控，也可通过介导信号通路及联合其他细胞因子等多种方式在女性不孕疾病中异常表达[4]，因此本文就卵泡液中SCF在女性不孕症及辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)中的研究进展进行综述，旨在探讨SCF与卵母细胞成熟度的相关性，为进一步提高不孕症患者的妊娠率提供理论依据。

1 SCF与其受体

SCF是发现于造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)中的一种细胞因子，广泛分布于胃肠道Cajal间质细胞、肥大细胞和生殖细胞等，通过与其受体(C-kit)结合介导生物效应，引起细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学活动，并与其信号通路一并在一些细胞的发育中起重要作用[5-6]。C-kit是一种Ⅲ型酪氨酸激酶受体，专门结合SCF，也称为KIT配体，通过其分子功能诱导和增强下游信号通路的活性，在原始卵泡激活和卵泡生长中起重要作用。在成熟卵巢中，C-Kit在卵母细胞中表达，卵泡液中的SCF主要由颗粒细胞分泌，配体-受体相互作用建立了卵母细胞和颗粒细胞之间的通信，参与原始卵泡的发育、生长和排卵前优势卵泡的出现[7-8]。

2 SCF与卵泡的发育

卵泡发育的优劣直接影响卵母细胞的质量，卵母细胞的数量和质量一定程度上决定着后续能否成功受精、成功种植和宫腔内继续妊娠。以往关于卵母细胞成熟调控的研究主要集中在下丘脑-垂体-卵巢轴的内分泌调节，目前，人们已经认识到卵巢内因子在调节卵母细胞成熟中也起着重要作用。

卵巢中的SCF属于集落刺激因子家族，与C-kit结合后，其信号通过磷酸肌醇3-激酶(phasphatidy inositol-3 kinase,PI3K)途径传导[9]，这对调节早期卵泡发育和增强促进卵母细胞成熟的因子有非常重要的作用，而这些因子反过来又会刺激周围颗粒细胞的增殖和分化。根据以往的研究，Zhang X等[10]通过小鼠实验提出通过SCF/C-kit作用可激活PI3K/丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(serine-threonine protein kinase,Akt)信号通路来抑制小鼠原始卵泡卵母细胞凋亡，促进卵母细胞发育，但其具体机制尚不明了。故Tan J等[11]通过对人3个原核(pronucleus,PN)胚胎和小鼠2PN胚胎进行实验，结果发现，C-kit信号可能通过丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(mitogen extracellular signal regulated kinase,MEK)/细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase,ERK)途径，上调转录因子ETS差异基因5(Etsvariantgene 5,ETV5)的表达，从而促进人胚胎着床前的发育和囊胚形成，但在人类正常胚胎发育中的作用还有待进一步研究。

由于SCF在人类卵泡中的调控机制还不清楚，而血清抗苗勒管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)水平是公认的卵巢储备标志，故许多研究试图以AMH的作用去阐明SCF对卵泡发育的机制。Hu R等[12]研究发现，在卵泡液和人颗粒细胞中AMH和SCF在统计学上呈显著的负相关，AMH以剂量依赖性的方式下调人颗粒细胞中SCF mRNA和蛋白的表达，且至少部分是通过环磷酸腺苷(cAMP)/蛋白激酶A(PKA)途径介导下调的，而cAMP/PKA途径已被证实可以增强SCF的转录。目前关于AMH与SCF之间调控的研究结果，可能为临床高AMH水平导致的卵泡生长迟缓患者提供新的治疗方向，但SCF在基因水平上的表达调控非常复杂，且具有物种特异性，因此，SCF在体内调控的分子机制有待进一步探索[13]。

3 SCF与不孕症

不孕症是指与同一配偶不避孕、有规律性生活至少12个月而未能获得临床妊娠。这是一种低生育力的状态，严重危害育龄期女性的生殖健康[14]。世界卫生组织在发达国家进行的一项调查估计，女性不孕症占不孕夫妇病因的37%[15]。不孕症的发生率会随着年龄的增长而提高，且随着年龄的增大，胚胎出现异常的比例也会增加，继而影响生育。SCF能够参与生殖系统细胞的增殖、分化和发育的过程，并且在多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)、子宫内膜异位症(endometriosis,EMS)、卵巢肿瘤等女性生殖系统疾病中异常表达。目前对SCF在不孕症中的研究较局限，本文只阐述SCF与PCOS和EMS的关系。

3.1 SCF与PCOS的关系

PCOS是育龄期妇女最常见的妇科内分泌疾病，我国育龄人群患病率为5.61%，严重影响患者的生育力、生活质量及心理健康，由于病因不明、临床表现多样，对于其诊断标准、治疗方案尚无统一定论[16]。

阐明PCOS的病因以及寻找治疗方式是生殖医学亟待解决的问题，尽管SCF的研究还处于探索阶段，但积极寻找SCF与PCOS的关系已成为目前研究的热点。最近研究表明，颗粒细胞功能障碍可能是其发病机制的部分原因，而卵泡液中的SCF主要由颗粒细胞分泌，故研究者利用DNA微阵列数据分析PCOS和非PCOS患者颗粒细胞中差异表达的基因，结果提示，PCOS患者颗粒细胞中激活的丝裂原活化蛋白激酶激酶4(MAP3K4)和磷酸化细胞外信号调节激酶1/2(p-ERK1/2)水平降低，可使细胞增殖能力下降和功能发生异常，成为导致PCOS发生的部分机制[17]，而颗粒细胞的增殖、发育障碍也会影响SCF的形成。多项研究表明，PCOS患者卵泡液中SCF水平较正常人卵泡液中SCF水平降低[18-19]，这使探寻PCOS病因有了更多的方向。PCOS是不孕的重要原因之一，进一步探索SCF对PCOS患者的影响也许能为了解PCOS发生发展的机制、在ART中更好更准确地评估卵母细胞成熟度、有效提高临床受精率、妊娠率提供理论依据。

3.2 SCF与EMS的关系

EMS是子宫内膜腺体和间质出现在子宫腔以外的部位，大多数位于盆腔脏器和壁腹膜，以卵巢和宫骶韧带最为常见，并在性激素的作用下，发生周期性的缺血、坏死、脱落和出血，造成局部慢性炎症反应，据估计有5%～15%的育龄期女性患有此病[20-22]。EMS导致不孕的病因复杂且不明确，根据现有研究，异位的子宫内膜导致的经期疼痛及性交疼痛会造成患者的心理压力，同时患者体内解剖结构的变化以及局部炎症反应等也会降低患者的生育力[23- 24]。

正常的子宫内膜和异位子宫内膜病变的上皮细胞都会表达SCF的受体C-kit，SCF又名肥大细胞生长因子，其在EMS中表达亢进，可通过自分泌和(或)旁分泌的方式，过度激活细胞因子的表达，参与EMS发生的各种病理过程[4,25]。Franco-Muriollo Y等[26]根据这一特性研究表示，在EMS的增殖期和分泌期，腺上皮中的磷酸化蛋白激酶B(pAkt)和磷酸化糖原合成酶激酶3β(pGSK3β)的表达均增加，但在分泌期更加显著，SCF/C-kit可通过PI3K/Akt通路和GSK3β参与细胞的生存、增殖和凋亡。并且也有研究通过免疫组化的方法表明SCF/C-kit在腺肌病患者的内膜和EMS患者的内膜中表达明显增强[27]。根据这一特性，若能找出一种方法抑制SCF的表达，将为缓解EMS患者的病情发展提供有效的帮助。由于EMS的易复发性、侵袭性等临床特性，可考虑能否结合SCF/C-kit的机制来更好地减少该病的发病率，延缓病程进展，制定更好的治疗方案以及有效的评估预后。

4 SCF在ART中的研究进展

根据SCF已被发现的机制和作用，研究者尝试找到血清和卵泡液中的SCF与卵母细胞成熟度、受精以及临床妊娠率的关系。有研究将小鼠卵母细胞与SCF在体外共同培养，发现SCF蛋白的增加显著促进了哺乳动物排卵前小鼠卵母细胞第一极体的排出，并促进了卵泡的发育，证实了小鼠SCF与卵母细胞成熟之间的正相关关系[28]。赵海波等[29]用酶联免疫吸附实验测试了68例IVF-ET的患者，结果显示SCF在成熟卵母细胞的卵泡液、成功受精的卵子卵泡液和优质胚胎的卵泡液中明显升高，且差异有统计学意义。之后一些研究进一步证实了卵泡和血清SCF水平之间明确的相关性[30]，并且提出血清SCF可能是一个很有前途的生物标志物，特别是在反应较差的患者中，它有助于临床医生更加全面地判断卵子质量，用于临床决定是否取消或继续卵母细胞提取，一旦SCF的作用被确定，可以大大减少辅助生殖的成本和患者取卵而未获卵的挫败感。但Cozzolino M等[31]的研究结果表明，血清和卵泡液中的SCF浓度对预测卵母细胞提取效率并无帮助，对一个反应差的患者进行ART不能预测达到胚胎移植和实现持续怀孕的概率。尽管许多研究者的结论不同，但由于标本量过少、实验控制和对照因素不同、此类研究尚处于表浅阶段等原因，还不能准确评估SCF能否作为评价卵泡发育、卵母细胞成熟度的指标。

5 结语

卵泡发育、卵母细胞成熟度、胚胎受精率、优质胚胎形成率以及临床妊娠率等均与生殖医学和人类的健康发展息息相关，对这些指标的准确评估及有效干预是临床医生工作中必须重视的。SCF对卵泡发育的影响机制虽未完全阐明，但其参与卵泡发育调控机制、对受精和妊娠结局的影响等方面有着不可代替的作用，希望随着研究的持续进行，可以明确SCF能否作为取卵、胚胎受精率和妊娠率的新标志。由于许多女性不孕症的发病原因不明，临床表现多样，SCF在女性不孕症及ART中的研究还处于表浅阶段，亟需更多实验室和临床相关研究进行深入探讨。