炎性衰老和纖維化在卵巢衰老中的作用

郭婷，李斌

復(fù)旦大學附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院婦科，上海200011

伴隨中國人口平均生育年齡的不斷增長，生殖衰老尤其是卵巢衰老的問題越發(fā)顯現(xiàn)，嚴重威脅女性生殖健康，亟需我們進一步重視。在我國實施人口長期發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，如何保障婦女的生殖健康，積極應(yīng)對人口老齡化，是生殖健康領(lǐng)域的重要需求也是時代帶給我們的全新挑戰(zhàn)。目前的共識認為，衰老是隨著年齡增加而緩慢出現(xiàn)、普遍發(fā)生的生物學過程，而衰老細胞是人體器官和組織衰老的基本結(jié)構(gòu)單元，衰老也是老年病發(fā)生發(fā)展的重要危險因素[1]。卵巢衰老是指伴隨年齡增長，女性卵巢儲備力及功能逐漸下降直至耗竭的過程，表現(xiàn)為卵泡數(shù)量和卵子質(zhì)量下降，導(dǎo)致受孕能力下降、流產(chǎn)及出生缺陷風險增高，最終到達月經(jīng)停止即絕經(jīng)。臨床上可以表現(xiàn)為月經(jīng)失調(diào)、潮熱盜汗等圍絕經(jīng)期癥狀，同時卵巢衰老還影響全身多個系統(tǒng)，是女性衰老過程中的重要啟動因素[2]。

纖維化可發(fā)生在多種組織和器官中，例如肝臟、肺和卵巢等，其病理特征表現(xiàn)為器官實質(zhì)細胞及功能細胞的減少，而纖維結(jié)締組織沉積增多，進而導(dǎo)致器官的結(jié)構(gòu)異常及功能障礙。在特發(fā)性肺纖維化發(fā)病過程中，細胞衰老起到了至關(guān)重要的作用，細胞衰老往往伴隨出現(xiàn)有衰老相關(guān)分泌表型(senescence-associated secretoryphenotype，SASP)，SASP 包括促炎細胞因子、生長因子、趨化因子等，肺成纖維細胞與肺泡上皮Ⅱ型細胞的衰老及其SASP 在肺纖維化發(fā)生發(fā)展中占有重要地位[3]。卵巢纖維化是器官衰老的病因也是卵巢功能衰退的結(jié)果，是了解卵巢衰老機制的重要入口。卵巢纖維化的病理改變損害了卵巢的正常生理結(jié)構(gòu)，若未及時糾正，纖維結(jié)締組織進一步取代功能組織，卵巢功能將進一步下降甚至發(fā)生衰竭，失去周期性排卵以及卵巢的內(nèi)分泌功能[4]。導(dǎo)致卵巢纖維化的因素有很多，感染、炎癥、缺血以及醫(yī)源性因素等，這些因素引發(fā)并促進成纖維細胞向功能組織內(nèi)遷移。研究顯示，在這一過程中細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM），尤其是膠原蛋白的特征性改變與沉積發(fā)揮了重要作用，膠原蛋白類型、組織結(jié)構(gòu)、交聯(lián)方式以及與其他ECM 成分的相互作用，均可能與卵巢衰老密切相關(guān)[5]。

炎性衰老（Inflamm-aging）這一概念首次在2000年由意大利科學家Francesch 提出，國內(nèi)夏世金等[6]首次對此概念和內(nèi)涵進行詳細闡述，并將Inflamm-aging 第1 次翻譯成中文名稱“炎性衰老”，得到學術(shù)界的認可和應(yīng)用。炎性衰老與衰老的氧化自由基學說、免疫學說以及應(yīng)激學說關(guān)系密切。炎性衰老是指在氧化應(yīng)激、免疫系統(tǒng)失衡等條件影響下，機體處于慢性、無菌性炎癥性反應(yīng)并加速了衰老進程。而炎性衰老也是導(dǎo)致卵巢纖維化，造成卵巢衰老的重要因素。本文將從以下幾個方面對炎性衰老在卵巢纖維化和卵巢衰老中的作用展開討論。

1 炎性因子、活性氧簇（ROS）與卵巢衰老

在環(huán)境因素、遺傳因素和免疫因素的共同作用下，機體的慢性炎性狀態(tài)對于卵巢功能具有毒性作用，直接導(dǎo)致卵巢衰老。越來越多的證據(jù)表明，不受控制的慢性炎癥會導(dǎo)致女性生殖功能發(fā)生病理變化[7]，例如慢性炎癥中克羅恩病和多發(fā)性肌炎，均與女性卵巢儲備減少密切相關(guān)。此外，也有學者提出肥胖相關(guān)炎癥可能對卵巢功能和卵母細胞質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。白介素6 (IL-6)、CRP 以及腫瘤壞死因子- (TNF- ) 是臨床中用于評估炎癥狀態(tài)的常用指標。IL-6 在炎癥反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中處于中心地位，有研究表明在卵巢中促炎細胞因子TNF- 、IL-6 和白介素1 (IL-1) 的mRNA 表達水平隨年齡增加而升高，且在卵巢儲備功能下降的生殖衰老小鼠的卵巢中顯著升高[8]。

也有觀點認為炎性衰老就是指機體的氧化－炎癥作用。當機體氧自由基過量生成，細胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)受損，導(dǎo)致ROS 及其相關(guān)代謝產(chǎn)物過量聚集，從而對細胞產(chǎn)生多種毒性作用即氧化應(yīng)激(OS)。而炎癥與氧化應(yīng)激可以說是互為因果、相輔相成。在對微塑料生殖毒性的研究中發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯微塑料可以通過Wnt/ -Catenin 炎性信號通路激活ROS 導(dǎo)致卵巢顆粒細胞凋亡和卵巢纖維化，最終導(dǎo)致卵巢儲備能力下降[9]。來自葡萄牙的新近研究顯示與年輕小鼠相比，生殖衰老小鼠的卵巢表現(xiàn)出脂褐素沉積、纖維化增強以及原始和初級卵泡數(shù)量的顯著減少，同時炎癥標志物、膠原蛋白、金屬蛋白酶 (MMPs) 和組織抑制劑MMPs (TIMPs) 的表達水平上調(diào)，抗纖維化miRNA29c-3p 的表達顯著降低。以上結(jié)果提示OS 水平隨年齡增長而升高，并促進炎癥和膠原蛋白沉積從而導(dǎo)致女性生育能力下降[10]。

2 早發(fā)性卵巢功能不全與炎性衰老

早發(fā)性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）發(fā)病率近年來逐年升高，POI 在35 歲女性人群中的發(fā)病率約為1/250，在40 歲女性人群中的發(fā)病率約為1/100[11]。其表現(xiàn)為在40 歲之前出現(xiàn)的卵巢生殖功能及內(nèi)分泌功能下降甚至喪失。POI 的基本病理變化包括卵巢組織纖維化和卵泡發(fā)育障礙[12]。人臍帶間充質(zhì)干細胞（hUMSC）移植后，POI 大鼠的纖維化標志物（ -SMA）的表達和Ⅰ型膠原蛋白（Collagen Ⅰ）和Ⅲ型膠原蛋白（Collagen Ⅲ）的產(chǎn)生被顯著抑制。在培養(yǎng)的卵巢基質(zhì)細胞中進行hUMSC 處理后觀察到纖維化相關(guān)影子TGF- 1 和p-Smad3 蛋白表達降低。移植后卵巢纖維化水平下降同時POI 大鼠卵巢功能得到了明顯改善[13]。常見病因除遺傳因素、醫(yī)源性因素、免疫因素和環(huán)境因素外，臨床上仍有50%以上的POI 患者病因不明。近年來有越來越多的研究提示POI的發(fā)生發(fā)展與炎癥－氧化應(yīng)激密切相關(guān)。Venkatesh 等[14]發(fā)現(xiàn)在POI 患者中血清ROS 水平顯著升高，且血清ROS 產(chǎn)生與血清FSH 水平呈顯著正相關(guān)。Agacayak 等[15]提出POI 患者中性粒細胞與淋巴細胞的比率、總氧化應(yīng)激量（TOS）和氧化應(yīng)激指數(shù)水平升高。且血清FSH 與TOS、氧化應(yīng)激指數(shù)呈正相關(guān)，與總抗氧化應(yīng)激量（TAS）呈負相關(guān)。以上研究提示，早發(fā)性卵巢功能不全與卵巢的纖維化及炎性衰老密不可分，針對纖維化及氧化應(yīng)激機制的治療頗具研究前景。

3 多囊卵巢綜合征與卵巢纖維化

多囊卵巢綜合征（PCOS）是育齡婦女最常見的內(nèi)分泌代謝紊亂之一。最近，許多研究集中在纖維化因子（如MMPs 和TIMPs）對PCOS 患者ECM 平衡的調(diào)節(jié)作用上，因為這些因素通過促進卵巢基質(zhì)成分的產(chǎn)生，在PCOS 的卵泡發(fā)育障礙和濾泡閉鎖中發(fā)揮了重要作用。研究顯示患有高雄激素誘導(dǎo)的多囊卵巢綜合征的大鼠會發(fā)生卵巢氧化應(yīng)激和纖維化，通過Sirt1 激動劑白藜蘆醇可以抑制氧化應(yīng)激效應(yīng)并減輕卵巢纖維化的產(chǎn)生[16]。在對于PCOS 患者的外周血進行檢測后，發(fā)現(xiàn)患者睪酮水平與MMP-9 和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子1 (TIMP-1) 的比例呈正相關(guān)，推測雄激素的過度分泌可能會破壞生理條件下卵巢中MMPs 和TIMPs 的平衡，導(dǎo)致PCOS 患者纖維化的進展[17]。在小鼠體內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn)，高雄激素誘導(dǎo)下NLRP3 過表達，卵巢細胞中纖維化因子的表達顯著增加，如TGF- 、CTGF、 -SMA、 -連環(huán)蛋白、Ⅰ型膠原蛋白和Ⅳ型膠原蛋白。高雄激素刺激卵巢中的慢性低度炎癥狀態(tài)以激活NLRP3 炎性小體，進一步誘發(fā)一系列卵巢病理改變，包括卵巢顆粒細胞凋亡、卵泡功能障礙和卵巢間質(zhì)細胞纖維化[18]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ER stress）是炎癥的標志之一，其廣泛參與了炎性疾病進程，也是組織纖維化過程中促纖維化重塑的重要決定因素。有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在PCOS 患者的顆粒細胞以及完善的PCOS 小鼠模型中被激活。在人顆粒細胞中應(yīng)用衣霉素和毒胡蘿卜素藥物誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激后，可增加促纖維化生長因子的表達，包括轉(zhuǎn)化生長因子 (TGF) - 1。用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑?；切苋パ跄懰峄駼GP-15 治療PCOS 小鼠可減少卵巢間質(zhì)纖維化和膠原沉積，同時降低顆粒細胞中TGF- 1的表達[19]。

4 卵巢子宮內(nèi)膜異位癥與卵巢纖維化

卵巢及盆腔子宮內(nèi)膜異位癥是育齡婦女盆腔疼痛和不孕癥的常見原因。其組織學特點是異位子宮內(nèi)膜腺體和基質(zhì)被致密的纖維組織包圍，故纖維化是子宮內(nèi)膜異位癥的一個重要過程。子宮內(nèi)膜異位病變周圍的過度纖維化會導(dǎo)致瘢痕、疼痛和組織正常功能受損，纖維組織浸潤卵巢皮質(zhì)降低卵泡儲備。研究發(fā)現(xiàn)卵巢子宮內(nèi)膜異位組織中孤核受體NR4A1 可以激活TGF-信號通路而調(diào)控纖維化進程。

炎性因子的釋放也是引起卵巢子宮內(nèi)膜異位癥性纖維化的重要因素。子宮內(nèi)膜異位囊腫囊液中蛋白酶和炎癥因子的濃度比其他類型囊腫高數(shù)十至數(shù)百倍，例如IL-6 和IL-8，炎性因子則會刺激卵巢組織周圍的炎癥反應(yīng)和纖維化，進而導(dǎo)致排卵失敗、卵巢功能受損和衰老[20]。實驗發(fā)現(xiàn)將卵巢子宮內(nèi)膜異位囊腫囊液注射到實驗兔腹腔會導(dǎo)致嚴重的纖維結(jié)締組織增生[21]。在炎性因子的作用下，活化的血小板、巨噬細胞和異位子宮內(nèi)膜細胞共同促進了纖維化的發(fā)生，誘導(dǎo)了上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）、膠原沉積和纖維化因子的釋放[22]。

5 目前治療方案與未來研究展望

慢性炎癥狀態(tài)與繼發(fā)的卵巢纖維化是造成卵巢衰老的重要原因，這為延緩甚至逆轉(zhuǎn)病理性卵巢衰老與早衰提供了新的治療思路。在多囊卵巢綜合癥的研究中，使用夾竹桃素（選擇性NADPH 氧化酶抑制劑）作為膳食補充劑可延緩小鼠卵巢衰老。研究證實在絕經(jīng)后卵巢發(fā)生了纖維化改變，纖維化卵巢具有CD206+/CD68+比例增高、CD8+T 細胞和促纖維化DPP4+SMA+成纖維細胞浸潤的特點，而二甲雙胍的使用可以減弱CD8+T 細胞浸潤，進而阻礙卵巢纖維化進程[23]。糖尿病伴發(fā)的慢性炎癥狀態(tài)可以導(dǎo)致卵巢損傷和纖維化，當使用舒尼替尼治療糖尿病大鼠時，卵巢損傷、纖維化和NF- B 免疫表達均顯著下降，舒尼替尼在大鼠模型中可以改善糖尿病引起的卵巢衰老[24]。

然而目前這些藥物治療方案仍局限于臨床前研究，尚無安全、經(jīng)濟、有效的藥物能夠治療或逆轉(zhuǎn)卵巢纖維化和炎性衰老。隨著社會生育年齡延后，女性所需面對的生活工作壓力增大，社會心理支持和生活方式干預(yù)是已知的可以緩解壓力情緒，減少應(yīng)激來源的有效方式。卵巢衰老是一種生理現(xiàn)象，而卵巢炎性衰老（應(yīng)激和慢性炎癥）導(dǎo)致的纖維化則嚴重影響了女性的生殖健康?，F(xiàn)有的研究仍無法明確炎性衰老與卵巢纖維化間的具體機制，開展對于卵巢纖維化的深入研究對于延緩卵巢衰老、防治卵巢損傷具有重要意義。