多囊卵巢綜合征實驗?zāi)Ｐ妥钚卵芯窟M展

郭肖竹，于津瀾，姜玥，張躍輝

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，哈爾濱 150040； 2.哈爾濱市道里區(qū)人民醫(yī)院婦科，哈爾濱150070；3.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦科，哈爾濱 150040)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是一種復(fù)雜的生殖內(nèi)分泌疾病，多發(fā)生于20～40歲的育齡期女性，許多女性因PCOS導(dǎo)致不孕。PCOS主要的癥狀和體征包括：①月經(jīng)稀發(fā)，PCOS患者每年的月經(jīng)周期較少(<10個周期)。②高雄激素血癥，PCOS患者雄激素水平升高，導(dǎo)致臨床出現(xiàn)痤瘡、多毛等。③存在囊性卵泡，超聲下單側(cè)或雙側(cè)卵巢內(nèi)卵泡數(shù)量≥12個，直徑為2～9 mm，缺少優(yōu)勢卵泡。④胰島素抵抗和代謝性高胰島素血癥，>50%的PCOS患者會出現(xiàn)肥胖，且常呈腹部肥胖型；胰島素抵抗還會使患者外陰、頸背部、腋下等皮膚褶皺部位出現(xiàn)褐色素沉著，呈黑棘皮征[1]。⑤PCOS相關(guān)代謝綜合征，PCOS與其他代謝綜合征有關(guān)，包括心血管疾病、肥胖癥、2型糖尿病等[2]。導(dǎo)致PCOS的病理因素主要包括遺傳因素、環(huán)境因素、激素失調(diào)以及久坐等不良生活方式[3]。目前關(guān)于PCOS的治療多采用對癥治療或誘發(fā)排卵治療，因此實驗動物模型的研究和發(fā)展不僅有助于深入了解PCOS的病理生理學(xué)，還可針對PCOS不同癥狀制訂最佳治療方案?，F(xiàn)就PCOS實驗?zāi)Ｐ偷淖钚卵芯窟M展予以綜述。

1 環(huán)境因素誘發(fā)的PCOS模型

隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化進程的加快，工業(yè)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)可以通過多種途徑進入人體，對人體的生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)造成不同程度的影響。這些化學(xué)物質(zhì)成為誘發(fā)女性PCOS的潛在危險因素。因此，探討環(huán)境因素誘發(fā)的PCOS動物模型對研究現(xiàn)代女性PCOS發(fā)病機制具有重要意義。

1.1雙酚A(bisphenol A，BPA) 環(huán)境因素與PCOS密切相關(guān)。內(nèi)分泌干擾物又稱環(huán)境激素，是一種外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，可通過干擾內(nèi)源激素的合成、分泌、運輸、代謝及排泄影響機體正常的生理功能。BPA是內(nèi)分泌干擾物中的一種，作為合成的異雌激素，BPA常用于生產(chǎn)聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂[4]，水瓶、高架水箱、水管、食品和飲料包裝等均含有BPA。研究表明，接觸BPA可導(dǎo)致嚙齒類動物PCOS進展，如暴露于高水平BPA(500 μg)下可導(dǎo)致新生大鼠促性腺激素釋放激素分泌增加、成年大鼠睪丸激素水平升高[5]。此外，產(chǎn)前暴露于BPA的綿羊母體循環(huán)中的BPA水平升高，后代可能會出現(xiàn)生殖畸形，且其卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)和黃體生成素(luteinizing hormone，LH)水平與PCOS患者相似[6]。同時，BPA還可在體外通過作用于胰島β細胞刺激其產(chǎn)生胰島素，這也可能是胰島素抵抗的原因[7-8]。此外，BPA亦可增加動物體重，因此可作為致肥胖劑。由于BPA可抑制脂聯(lián)素從脂肪組織中釋放，因此可抑制胰島素抵抗；同時，BPA還可減緩機體新陳代謝，減少食物攝入，從而破壞胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終破壞體內(nèi)葡萄糖的穩(wěn)態(tài)，進而導(dǎo)致胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥[9]。還有報道顯示，單劑量BPA處理的成年小鼠會出現(xiàn)胰島素水平升高、血糖水平降低、新陳代謝減慢[10]。

綜上，BPA可通過生殖、內(nèi)分泌和糖脂合成等影響實驗動物的正常代謝，最終導(dǎo)致PCOS的發(fā)生發(fā)展。同時，暴露于BPA的實驗動物均在不同程度上表現(xiàn)出類似PCOS患者的特征，因此PCOS誘導(dǎo)的動物模型有望成為研究人類PCOS發(fā)病機制的理想動物模型。由于現(xiàn)代社會塑料制品的普遍應(yīng)用，BPA很可能成為誘導(dǎo)PCOS發(fā)展的高危環(huán)境因素之一。

1.2鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[di-(2-ethylhexyl) phthalate，DEHP] DEHP也是一種內(nèi)分泌干擾物，可誘發(fā)類似于BPA的PCOS癥狀?，F(xiàn)代研究表明，按體重給予成年雌性大鼠2 g/kg DEHP，12 d后大鼠會出現(xiàn)不規(guī)則的周期(持續(xù)處于間期)，即無排卵，且血清FSH水平顯著升高、雌二醇水平降低；與給予等劑量0.9%氯化鈉溶液的大鼠相比，給予DEHP的成年雌性大鼠卵泡數(shù)量增加[11]。另有研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)胃腸外途徑給予圍生期妊娠小鼠DEHP，其后代表現(xiàn)出與PCOS相似的遺傳和卵巢形態(tài)學(xué)改變[12]。通過檢測PCOS患者血清和尿液樣本中的DEHP及其代謝產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)，DEHP與PCOS密切相關(guān)[13]，但DEHP誘導(dǎo)PCOS的作用機制目前尚不清楚。此外，DEHP既具有激動雌激素的特性，又具有抗雄激素特性。研究發(fā)現(xiàn)，DEHP可通過抑制LH阻止排卵[11，14-15]。還有報道顯示，DEHP可降低芳香化酶信使RNA和酶水平[16]，而芳香化酶可將睪丸激素轉(zhuǎn)化為雌二醇并維持高雄激素狀態(tài)。可見，DEHP作用下的實驗動物雖然在某些方面表現(xiàn)出類似PCOS的癥狀，但與人類PCOS特征的相似度仍偏低，且作用機制目前尚不明確。因此，在明確DEHP誘導(dǎo)動物PCOS發(fā)病機制前，不建議將DEHP動物模型作為研究女性PCOS的理想模型。

1.3三丁基錫(tributyltin，TBT) TBT也是一種內(nèi)分泌干擾物，因其具有致肥胖作用而受到廣泛關(guān)注[17]。胰島素抵抗是PCOS的特征之一，且肥胖與胰島素抵抗有關(guān)，因此近年的研究多集中于由TBT引起的PCOS進展。Sena等[18]研究顯示，給予大鼠TBT后其表現(xiàn)出不規(guī)則的發(fā)情周期、高雄激素血癥以及代謝變慢，包括血清胰島素和瘦素水平升高、LH水平降低以及卵巢缺少優(yōu)勢卵泡等。Sarmento等[19]研究指出，暴露于低劑量TBT的雌性小鼠表現(xiàn)出健康卵巢卵泡數(shù)量減少、原始卵泡數(shù)量減少且囊性卵泡數(shù)量增加，同時伴有睪丸激素水平異常。TBT可導(dǎo)致脂肪細胞數(shù)量增加，進而加速脂肪堆積和肥胖的概率，導(dǎo)致胰島素抵抗，并可能導(dǎo)致PCOS癥狀[20]。雖然TBT模型具有PCOS的大多數(shù)功能，但該模型可模擬肥胖的PCOS狀態(tài)，對于瘦型的PCOS可能不適合。因此，TBT模型可作為研究肥胖型PCOS的動物模型，并可用于胰島素抵抗對癥治療的研究。

2 激素干擾誘發(fā)的PCOS模型

高雄激素血癥是PCOS患者的顯著特征，因此使用合成激素、激動劑或拮抗劑進行激素干預(yù)可以模仿PCOS模型。目前已開發(fā)出雄激素誘導(dǎo)模型、雌激素誘導(dǎo)模型、抗孕激素誘導(dǎo)模型等PCOS模型。由于各種激素模型的作用機制不同，出現(xiàn)不同的特征性PCOS表現(xiàn)，其中以雄激素誘導(dǎo)模型所體現(xiàn)的PCOS癥狀最典型。

2.1雄激素誘導(dǎo)模型 雖然睪丸激素是生殖激素中的主要雄激素，但脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)、雙氫睪酮(dihydrotestosterone，DHT)等其他雄激素也大量存在。為模擬PCOS狀態(tài)，睪丸激素、丙酸睪丸激素、DHEA、DHT等雄激素均被用于誘發(fā)動物體內(nèi)的高雄激素血癥。

在產(chǎn)前或新生兒條件下使用睪丸激素和丙酸睪丸激素可誘導(dǎo)PCOS發(fā)生。研究指出，產(chǎn)后大鼠經(jīng)腹膜注射10 mg/kg丙酸睪丸激素后表現(xiàn)出PCOS患者的特征，即出現(xiàn)不規(guī)則的動情周期、睪丸激素和胰島素水平升高、雌二醇水平不變、孕酮水平降低以及排卵受阻等，與給予等劑量0.9%氯化鈉溶液的大鼠相比，給予丙酸睪丸激素的大鼠沒有黃體[21-23]。因此，在青春期前(約21日齡)利用丙酸睪丸激素可誘導(dǎo)大鼠PCOS模型。由此可見，利用睪丸激素或丙酸睪丸激素作為嚙齒類動物產(chǎn)后治療，可以開發(fā)出一種類似于人類的PCOS模型，且其生殖特征(如周期改變、卵巢多囊改變、睪丸激素水平升高)以及代謝特征(胰島素抵抗等)均與PCOS患者相似，是一種較理想的PCOS模型。但目前由丙酸睪丸激素誘導(dǎo)的PCOS模型尚缺乏代謝破壞的具體證據(jù)，還有待進一步研究驗證。

由于PCOS患者的DHEA水平升高[24]，其成為科學(xué)家用于誘導(dǎo)動物PCOS模型的第一種藥物[25]。Wang等[26]研究表明，給予孕20 d的大鼠注射DHEA，在其生育能力受損的后代中發(fā)現(xiàn)囊性卵泡，同時其睪丸激素、雌二醇和孕酮水平均升高。此外，產(chǎn)后暴露于DHEA可導(dǎo)致PCOS模型疾病發(fā)展。與給予等劑量芝麻油的大鼠相比，皮下注射DHEA至出生后的大鼠(即21 d)表現(xiàn)出囊性卵泡存在、閉鎖卵泡數(shù)量增加，同時血漿睪丸激素水平升高[27]。由DHEA誘導(dǎo)建立的模型主要特征是空腹血糖水平升高；此外，應(yīng)用DHEA治療的PCOS表現(xiàn)出LH水平升高、FSH水平降低、LH和FSH均降低或兩者均不變[28]。但目前關(guān)于DHEA誘導(dǎo)的PCOS模型代謝紊亂的信息和證據(jù)均較少。雖然DHEA誘導(dǎo)的PCOS嚙齒類動物模型具有與PCOS患者相似的關(guān)鍵特征，但形態(tài)學(xué)特征與人類不同，DHEA誘導(dǎo)的PCOS嚙齒類動物模型的囊性卵泡具有較薄的卵泡膜細胞層，而人類的卵泡膜細胞層卻增厚，這種差異產(chǎn)生的原理和作用機制還有待進一步研究。

DHT是一種雄激素，產(chǎn)前給予妊娠15 d和19 d的大鼠(或小鼠)DHT均顯示出竇前卵泡數(shù)量增加以及血清睪丸激素和LH水平升高[29]。Osuka等[30]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)前暴露于DHT的大鼠表現(xiàn)出LH水平升高、動情周期不規(guī)則和正常體重，而產(chǎn)后應(yīng)用DHT治療后則表現(xiàn)出周期性不規(guī)則、持續(xù)性動情、體重增加和LH水平正常，均與人類PCOS的特征類似。另有研究顯示，給予青春期前大鼠(7.5 mg)和小鼠(2.5 mg)DHT 90 d可建立一種更好的模型，其生殖和代謝紊亂特征均類似于PCOS患者[31]。由此可見，無論產(chǎn)前還是產(chǎn)后暴露于DHT均可引起實驗動物生殖和內(nèi)分泌變化，但產(chǎn)后暴露所表現(xiàn)出的特征與PCOS患者更相符。DHT誘導(dǎo)的PCOS模型可作為研究激素調(diào)節(jié)機制以及卵巢變化的模型，該模型也是研究PCOS不同方面的合適模型，包括卵巢功能、病理生理、代謝紊亂以及治療等。

總之，由睪丸激素、丙酸睪丸激素、DHEA、DHT誘導(dǎo)的動物實驗?zāi)Ｐ途憩F(xiàn)出不同的PCOS特征，其中DHEA誘導(dǎo)的模型表現(xiàn)出與人類PCOS不相符的特點，因此建議動物實驗中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇DHEA誘導(dǎo)的模型，以避免出現(xiàn)誤差。此外，關(guān)于實驗?zāi)Ｐ妥饔脵C制的研究目前尚不完善，未來仍需深入研究。

2.2雌激素誘導(dǎo)模型 由于PCOS患者體內(nèi)血清雌激素水平升高，常應(yīng)用雌激素以及其他形式的雌激素(如戊酸雌二醇、苯甲酸雌二醇)誘導(dǎo)動物模型PCOS癥狀。如應(yīng)用苯甲酸雌二醇治療的新生大鼠(1日齡)雖表現(xiàn)出無周期性和無排卵的類似PCOS特征，但其血清LH水平和卵巢重量均降低，同時血清FSH水平升高，與PCOS患者的情況相反[32]。此外，給予戊酸雌二醇(2 mg)的大鼠未表現(xiàn)出PCOS的關(guān)鍵特征，即大鼠未出現(xiàn)高雄激素血癥或胰島素抵抗，與PCOS患者情況不相符[33]。另有研究顯示，暴露于戊酸雌二醇的成年大鼠出現(xiàn)不同程度的卵巢和內(nèi)分泌受損，類似于PCOS患者，其中睪丸激素、雌激素、LH水平升高，同時FSH水平降低[34]。由此可見，雌激素誘導(dǎo)的PCOS模型適用于PCOS卵巢形態(tài)學(xué)改變的研究，但并不適用于PCOS患者內(nèi)分泌改變的研究。

2.3來曲唑誘導(dǎo)模型 來曲唑是一種非甾體芳香化酶抑制劑，而芳香化酶可以催化雄激素向雌激素轉(zhuǎn)化。高雄激素性疾病中過量雄激素的產(chǎn)生包括外源性和內(nèi)源性兩種途徑，即高雄激素性疾病既可通過外源性雄激素發(fā)展，又可通過抑制體內(nèi)睪丸激素向雌二醇的轉(zhuǎn)化或刺激睪丸激素的合成而發(fā)展。因此，使用芳香化酶抑制劑可阻止睪丸激素向雌二醇的轉(zhuǎn)化并維持高雄激素血癥(建立PCOS模型的關(guān)鍵特征)。給予妊娠21 d大鼠來曲唑治療90 d，大鼠表現(xiàn)出不規(guī)則的動情周期和雌激素過多的狀態(tài)，而給予成年大鼠來曲唑幾乎表現(xiàn)出所有的PCOS生殖改變特征(如無排卵、無周期、睪丸激素和LH水平升高)及卵巢形態(tài)學(xué)改變(如卵巢大、卵泡多、顆粒細胞層薄、卵泡膜細胞厚)[35-36]。此外，除生殖改變外，給予來曲唑的大鼠還會出現(xiàn)與PCOS相關(guān)的代謝紊亂，如高血糖、高膽固醇、高三酰甘油水平以及體重增加，但胰島素敏感性不變[37-38]。由于使用來曲唑誘導(dǎo)的PCOS模型可能同時具有大部分生殖和代謝功能，可以對該模型進行PCOS研究驗證。同時，此模型還具有內(nèi)分泌紊亂特征，因此適用于肥胖型PCOS的研究?？傊?，來曲唑誘導(dǎo)模型可作為理想的PCOS動物模型，尤其適用于PCOS生殖改變的研究。

2.4抗孕激素誘導(dǎo)模型 抗孕激素RU486是一種合成類固醇，也稱米非司酮，在妊娠期間廣泛用于殺胚治療，同時其對孕酮和糖皮質(zhì)激素受體也具有拮抗作用。應(yīng)用抗孕激素RU486治療可導(dǎo)致成年大鼠無排卵、無周期和卵巢多囊改變，血清LH、睪丸激素和雌二醇水平升高等PCOS特征[39]。雖然大鼠與人類PCOS相似，但由于抗孕激素RU486治療不會改變體重和胰島素敏感性，故其并未顯示與PCOS相關(guān)的代謝紊亂[40]。因此，抗孕激素誘導(dǎo)的PCOS動物模型僅適用于PCOS生殖和內(nèi)分泌改變的研究，關(guān)于PCOS糖脂代謝方面的研究不建議應(yīng)用抗孕激素模型。

3 以非人類靈長類動物作為PCOS模型

由于雌性獼猴的卵泡分化類似于人類，產(chǎn)前用睪丸激素治療的獼猴可作為PCOS模型[41]。雌性獼猴在妊娠晚期(孕100～110 d)暴露于高雄激素條件下也表現(xiàn)出成年P(guān)COS樣表型，但它們在LH和胰島素分泌或胰島素作用方面沒有明顯異常。同樣，在妊娠期第40～44天接受睪酮治療的母鼠胎兒出現(xiàn)卵巢雄激素水平升高、LH分泌過多以及胰島素抵抗，且母鼠出現(xiàn)月經(jīng)周期不規(guī)則[42-43]。正常成年雌性獼猴睪丸激素暴露可模擬PCOS患者的早期卵泡發(fā)育加快，這與卵巢內(nèi)抗繆勒管激素水平降低有關(guān)；此外，成年雌性獼猴長期暴露于睪丸激素、雄烯二酮或雌酮，僅顯示雄激素過多、動情周期不規(guī)則，并未顯示多囊卵巢等PCOS卵巢形態(tài)學(xué)改變的特點[44]。以上研究均表明，可使用非人類靈長類動物作為PCOS模型。同時，非人類靈長類動物更易模擬PCOS患者特征，特別是其月經(jīng)周期異常等生殖特征與人類相符。由于獼猴等靈長類動物與人類的基因序列更相似，因此，與大鼠相比，非人類靈長類動物更適合作為PCOS模型。

4 生活方式誘導(dǎo)的PCOS模型

在現(xiàn)代社會中，不良的生活方式是導(dǎo)致各種代謝綜合征的主要致病因素之一。在飲食方面，奶酪、炸薯條、添加糖的飲料、含有飽和脂肪酸和較少纖維素的食物等高鹽、高糖、高脂肪食物的過量攝入不僅可增加患肥胖癥的風(fēng)險，還會損害飲食質(zhì)量、改變能量攝入。此外，由于夜班工作制度而長時間暴露于恒光下，也可增加女性罹患PCOS的風(fēng)險。有報道指出，在持續(xù)光照74 h或105 d后，女性體內(nèi)會出現(xiàn)多囊卵泡[45-46]。但目前尚無研究指出PCOS恒定光照模型血清睪丸激素的具體濃度，雖然PCOS恒定光照模型具有與PCOS患者相似的激素變化以及囊性卵泡，但該模型并不適用于PCOS相關(guān)代謝性疾病的研究。

此外，慢性應(yīng)激也可導(dǎo)致大鼠PCOS進展。Divyashree和Yajurvedi[47]研究發(fā)現(xiàn)，激活大鼠下丘腦-垂體-腎上腺軸后，持續(xù)12周的慢性應(yīng)激可導(dǎo)致大鼠血清皮質(zhì)酮、空腹血糖、血清胰島素水平顯著升高，并伴有囊性卵泡增多等PCOS特征。由壓力導(dǎo)致的糖皮質(zhì)激素水平升高可造成血糖過高。此外，長時間的高血糖狀態(tài)可導(dǎo)致胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥，最終刺激卵巢囊性細胞合成大量雄激素。因此，慢性應(yīng)激和壓力造成的代謝紊亂均可導(dǎo)致雌性大鼠PCOS的發(fā)展。

總之，不良飲食、夜班工作制和長期精神壓力等生活因素均可加速現(xiàn)代女性PCOS的產(chǎn)生和發(fā)展。目前生活方式誘導(dǎo)的動物模型僅提示PCOS相關(guān)癥狀的發(fā)展，且某些實驗參數(shù)尚不精確，因此生活方式誘導(dǎo)的PCOS模型還有待進一步研究。

5 小 結(jié)

盡管所有實驗?zāi)Ｐ途娠@示PCOS患者的某些特征，但經(jīng)過雄激素處理的PCOS模型較其他模型更可靠；同時，還可通過建立非哺乳動物模型替代PCOS模型?？傊COS動物模型可深入理解PCOS，尤其是非人類靈長類動物PCOS模型，有助于探索PCOS的發(fā)病機制。此外，應(yīng)用合適的PCOS動物模型還可確定同類藥物的最佳用藥，有助于PCOS對癥治療。同時，生活方式對PCOS患者的影響尤其重要，因此臨床應(yīng)將改善生活方式和藥物治療等多種方式相結(jié)合治療PCOS，以提高臨床療效。