卵巢衰老(ovarian aging) 以卵泡数量和质量下降为主要特征 , 表现为月经周期紊乱甚至闭经、生育 力逐渐下降至彻底丧失 , 并伴有全身各系统相关疾病的发生发展 , 最终进展为绝经 。 卵巢衰老根据病 因可分为生理性和病理性两种类型生理性卵巢衰 老是女性的一种正常生理过程 , 即卵巢功能随着年 龄增长出现的渐进性衰退 。病理性卵巢衰老 , 即卵巢早衰(premature ovarian failure , POF), 则是在遗传、环境、免疫、氧化应激或某些外伤的影响下出现的卵巢功能异常减退 , 可发生在低于 40 岁的较为年 轻的女性群体中。目前 , 许多女性在工作压力下错过了最佳生育年龄 , 且受到环境污染等各种因素影 响 , 卵巢衰老进程加快 , 甚至发展为 POF , 使不孕及异常妊娠发生率显著增加 ,引起我国及全球生育率 下降 。 因此 , 探究 POF 的发生机制、探索延缓卵巢 衰老的有效策略对改善女性不孕及不良妊娠结局具 有重要指导意义 。本文基于国内外最新研究成果 。综述多种因素对 POF 的影响 , 为深入了解POF 及其引发的全身多系统相关的防治提供新思路 , 并为优生优育提供一定的参考价值。
一、POF 发生的影响因素
目前的研究认为遗传、免疫、环境、氧化应激、 慢性炎症等影响因素均可能导致 POF 的发生 ，某些不良生活习惯如吸烟、过度饮酒、熬夜等可以加速这一进程 。但在临床上 , POF 多为综合因素致病 , 且具体病因迄今尚未完全阐明 。
1、遗传因素 : 包括基因突变、表观遗传调控、 DNA损伤、端粒酶改变以及线粒体功能异常等影响因素 。通常情况下 , 体细胞 DNA 高度稳定 , 承载着整个机体的遗传信息 。染色体数量、结构和片段异常 及单个核苷酸位点突变均可能导致卵巢功能异常 。有研究证明 , 人 HELQ基因的纯合错义突变可通过 影响 DNA 损伤修复导致原发性卵巢功能不全 (POI), 关于 HELQ基因突变与 POI 的研究主要集 中在欧洲人群和少数其他族群 , 目前已知这种突变 在汉族 POI 患者人群中发生率极低 。 此外机体可通过表观遗传调控 POF 进程 。
研究发现 , DNA甲基化、组蛋白修饰及长链非编码 RNA(lncRNAS) 均与卵巢储备功能下 降 (diminished ovarian reserve , DOR)相关。N6腺苷酸甲基化(N6-methyladenosine , m6A)是 mRNA 最常见的碱基修饰方式, 在氧化应激、 炎症刺激等因素的影响下 , 机体可通过下调卵巢颗粒细胞 中 去 甲 基 化 酶 (fat mass and obesity associated protein,FTO)的表达, 导致细胞内 m6A 修饰异常增多, 促进POF 的发生 。kimura 等c3a 发现, In cRNA Am hr2 可通过调控抗苗勒管激素(AMH) 的分泌调控卵巢颗 粒细胞功能; 陈亚楠等C4 提出 ln cRNA A-30-P01019163 可能通过促进颗粒细胞增殖和凋亡来影响卵泡发育 。以上结果表明 , ln cRNA 参与了卵巢颗粒细胞增殖和凋亡过程 , 在 POF 进程中发挥不可忽视的作用 。
DNA 损伤在 POF 进程中发挥了重要作用。一 方面 , DNA 损伤会触发染色体异常、基因突变等问题 , 影响卵母细胞质量 ; 另一方面 
DNA 损伤还可以 通过激活 p53、p16INK4a、p21 等信号通路 , 抑制 卵 泡发育和成熟 , 同时增加卵泡凋亡的发生率 , 导致卵 母细胞 数量减少、质量下降 , 促进 POF 的发生 。 DNA 损伤修复途径受损则会影响生殖细胞基因组稳定 , 影响卵巢储备cs。 研究表明 , 氧化应激、热量限制等途径可能激活叉头框蛋白 O3(FOXO3) 信号 通路 , 导致卵泡中 DNA 损伤的积累 , 进而造成卵泡发育障碍和卵巢功能下降 。 目前关于 DNA 损伤造成 POF 的具体作用机制尚未完全知晓。
端粒位于染色体末端 , 能极大限度的保护染色体的完整性 , 维持基因组稳定 。 端粒酶的激活可调 控细胞中端粒长度的平衡 , 促使细胞正常持续分裂 。 因此 , 端粒缩短和端粒酶的异常对生殖细胞、癌细胞以及干细胞等分裂行为活跃的细胞具有显著的不良影响 , 会降低细胞的增殖分化能力 , 加速衰老 , 诱导细胞凋亡 。有研究发现 , 卵巢的端粒酶活性有随着 年龄增长而下降的趋势 , 且一些 POF 患者相较于同年龄段卵巢功能正常者而言 , 其卵巢细胞内的端粒长度要更短一些 , 表明端粒的缩短可能在 POF 中发挥重要作用。
2021 年 , chen 等首次提出 , 醋酸盐可提高端粒附近组蛋白 H4K16 的乙酰化水平 , 引起去乙酰化复合物从端粒区域滑落 , 破坏端粒异染色质结构从而特异地加速衰老发生 。端粒缩短被 认为是衰老的特征之一 , 但可以通过基因治疗等方 法维持端粒长度 , 重建卵巢功能、延缓女性生殖衰老甚至延长寿命 , 这有望成为生殖医学和生命科学研究领域的诊疗热点 。
线粒体是在卵母细胞中数量最多且唯一含有自身基因组(mtDNA) 的细胞器 , 是内源性活性氧的主 要来源 , 在氧化磷酸化、细胞周期、钙稳态、衰老和凋 亡的调节供 能过程 中发挥 关键作用c1o。线粒体功能障碍时 , 可通过线粒体数量、形态、mtDNA 异常以及氧化应激损伤等多种途径造成能量代谢紊乱 , 限制卵泡发育和成熟, 进而引起卵巢储备功能下降。 机体在疾病状态或长期刺激状态 下 , mtDNA 突变会积累到一定量 , 可触发细胞自噬过程 , 导致线粒体总量减少 , 增加还原型辅酶 I /烟酰胺腺嘌呤二核苷 酸(NAD+) 比例加剧氧化还原 , 诱导 POF 发生。
2、免疫因素 : 免疫系统参与了 POF 的调控过程 , 具体可能包括自身免疫反应和免疫抗体及免疫细胞介导的免疫应答对卵巢组织的破坏。自身免疫 反应指免疫系统错误的攻击正常卵巢组织或细胞 , 这种攻击可能导致卵巢组织损伤和功能下降 , 使卵巢提前进入衰老状态。
自身免疫反应触发原因尚不完全清楚 , 但可能与遗传、环境因素和生活方式有关如有研究表明 , 吸烟、过度饮酒、喝咖啡和营养不良等均可能会增加自身免疫反应的风险。当机体处于感染、药物反应或自身免疫反应状态时 , 免疫抗体和免疫细胞介导的免疫应答会对卵巢的正常 生理结构和功能造成不可逆的损害 。
此外 , 纤维化是一种与免疫系统有关的病理过程 , 可普遍发生于肺、脾脏、肝脏和卵巢等全身多器官中 。 当卵巢受到损伤时 如卵巢异位囊肿、多囊卵巢综合征、不安全人工流产术后等情况下 , 若修复过 程中促纤维化因子与抗纤维化因子失衡 , 纤维化进 程持续进展 , 则会损害卵巢的正常生理结构 。 若没 有采取及时有效的治疗方法 , 纤维结缔组织大量增生 , 卵巢失去结构完整性的同时还会伴有功能的逐步减退 ; 当纤维化修复过强失控时 , 甚至发生卵巢衰竭。
3、炎症因素 : 当机体长期处于慢性炎症环境时 , 白介素 6(IL-6)、肿瘤坏死因子-u (TNF-a)、前列腺素 E2 (PGE2 )等炎症因子的过度表达会导致机体持续处于高度促炎状态 , 诱导女性卵巢组织呈现不可逆的病理改变 。 TNF-a 、IL-6 、PGE2 等目前已被证实与卵巢储备下降相关 。 随着年龄的增加 , 上述炎症因子在衰老器官的血清水平显著增高 , 在 POF 小鼠的卵巢中增幅尤为显著 , 使用抗炎化合物治疗后 , 受损的卵巢功能得以修复。 这提示我们或许可以通过抗炎来防治 POF 的发生。
4、环境因素 : 近年来 , 空气污 染对生殖健康 的 危害越来越受到重视。流行病学和临床试验研究证明 , 空气中的 PM2. 5 细颗粒物主要通过激活核因子 (NF KB)/IL- 6 途径及其相关的氧化应激诱导卵巢细胞凋亡和全身炎症降低卵巢储备 , 诱导 POF发生。 塑料袋中某些化学物质对人类健康存在一定威胁 , 如邻苯二甲酸 酯 (phthalate acid esters PEAS)、双酚 A 等 。 PEAS 的雌性生殖毒性作用的主要靶器官为卵巢 , 具有抑制卵泡生长、阻碍正常排 卵以及干扰女性激素的合成与代谢过程等作用 , 长期暴露将会给卵巢带来不可逆的损害[187 。 此外 , Li 等c13 发现 , 某些食品添加剂和女性常用的护肤品中 含有对羟基苯 甲酸酯 (prp) , 怀孕期 的 ICR 小 鼠腹 膜内注射人类相关剂量的 prp 会加剧 卵巢氧化应激、炎症和纤维化 , 从而激活线粒体凋亡途径促进卵泡闭锁类固醇生成因子 (steroidogenic factor- 1 , SF-1) 是卵巢类固醇激素合成的重要靶点 , 有研究发现大鼠高剂量砷暴露处理后 SF-1 启动子区的 DNA 甲基化水平提高 , 进而降低了 SF-1 mRNA 的 表达水平 , 类固醇激素合成关键酶的表达下调 , 影响卵巢颗粒细胞类固醇激素的合成 , 最终进展为卵巢储备功能下降。
5、细胞氧化应激: 细胞内活性氧 (ROS) 包括自 由基和非自由基 , 大多是在真核细胞常见的代谢过 程中作为副产物生成 。 它们都含有氧原子 , 并具有 很强的氧化能力 。 低浓度的 ROS 广泛参与转录因 子的激活以促进细胞增殖、分化 , 对卵巢中各级卵泡 发育起着重要作用 。 然而 , ROS 水平过 高 时 将诱 发卵巢细胞产生氧化应激 , 对 DNA、蛋白质等造成 氧化损伤 , 从而导致 POF 和相关疾病的发展[217 。尽 管氧化应激在 POF 中的作用机制尚未完全阐明 , 但 目前认为在氧化应激状态下 , 卵巢组织中的抗氧化酶 和分子 , 如超氧化物歧化酶 (superoxide di smut ase , SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (glutathione per oxidase , GSH-PX) 等无法有效清 除 ROS 导致 ROS 进一步 堆积 , 引起 DNA 氧化损伤和修复机制的失调 , 最终 降低卵母细胞的发育潜能 同时 , 多种信号通路 , 如 NF KB 、JNK 、p38MAP K 等 被激 活 可 能 直接 或 间 接地促进卵巢细胞凋亡和损伤 , 进而引起 POF。
内质网在细胞内蛋白的合成、折叠、修饰等特定 功能方面发挥着不可或缺的作用 。 当内质网内腔中 未折叠或错误折叠的蛋白质过多积累时 , 某些内质 网特异性分子可通过特殊机制感知并触发内质网应 激(endoplasmic reticulum stress , ERS) 23 长期无 法解决的 ERS 是造成 POF 的重要因素 。ERS 可能 通过多种机制 , 如炎症反应、细胞凋亡、内质网膜蛋 白异常、细胞周期调控失衡等引起 POF 。 最近的研 究表 明 , ERS 可 能 影 响 血 管 内 皮 细 胞 的 增 殖 和迁 移 , 从而影响卵巢血管生成 , 导致卵巢组织缺氧和萎 缩C247 。尽管具体生物学机制尚不清晰 , 但探究 ERS 介导的细胞凋亡通路对拯救生殖衰老或许有全新的 指导意义 。
许多影响 POF 的因素均通过激活氧化应激达 到最终结局 , 氧化应激也促进了其它相关病因的发 展 , 包括端粒缩短、线粒体功能障碍、细胞凋亡和炎 症 , 这为我们理解 POF 的发生机制提供 了新 的 见 解 。 因此 , 减轻卵巢氧化应激是治疗 POF 的重要手 段 。 与合成抗氧化剂相比 , 天然产物抗氧化剂具有 较高的抗氧化应激能力 , 安全且可接受性强 , 或许可 以为预防或治疗 POF 及相关疾病提供新的、安全的 干预策略 。
二、POF 防治相关策略
定期进行妇科检查和血液检查 , 可以对卵巢功 能异常变化进行提前预警 , 及时采取治疗措施 。 一些疾病如甲状腺功能异常、自身免疫性疾病、某些遗 传性疾病等可能会引起 POFc25] , 需要加 以关注 , 提 前预防 POF 的发生 。 随着研究的不断深入 , 除了可 以通过调整生活方式防治 POF , 也有研究发现许多 食品和药物中的成分具有改善卵巢功能的作用。此外 , 研究人员也发现了多个可能影响卵巢功能的基因 , 发现或许可以通过干预基因表达为治疗 POF 提供更多的可能性 。
1、调整生活方式 : 采取健康 的生活方 式 , 包括 均衡饮食、适当的锻炼和良好的睡眠习惯 。 吸烟和 过量饮酒可能会加速 POF 进程 , 建议戒烟限酒以减 少对身体的负面影响 。 肥胖会影响体内激素水平进 而对卵巢功能造成负面影响 , 因此 , 应控制体重 , 维 持体质量指数 (BMI) 在 (1& 5 24. 9)kg/m2 之 间。 此外 , 睡眠充足可以促进身体新陈代谢和激素水平的平衡 , 有助于预防 POF 的发生。
2、药物治疗 : 目前 常用药物包括激素类、抗氧 化剂类以及一些临床代谢类药物 。雌激素替代疗法 (hormone replacement therapy , HRT) 是 目 前 最 常 用 的 POF 治疗方法。一方面 , 雌、孕激素的补充可以弥 补卵巢功能衰退时的激素不足 , 有助于维持卵巢组织的正常结构和功能 , 降低卵巢萎缩和卵泡损失的风险 ; 另一方面 , HRT可以减少慢性炎症反应在卵巢中 的发生 , 减慢 POF 的进展速度。但 HRT 的长期使用 会增加血栓形成、心血管疾病、乳腺癌等的风险 对于 患有这些疾病或存在 高风 险 的 人来说可能并不适合。黄体酮类药物可以促进子宫内膜增生和生殖能力 , 如适当的服用醋酸甲羟孕酮可能有助于减缓 POF 的进程 。脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone , DHEA) 是一种由肾上腺分泌的激素 , 可以转化为雄激素和雌激素 。 一些研究表明 , DHEA 的补充可以改善卵巢功能 , 防治 POF 。
褪黑素(melatonin) 是由松果体分泌、受光周期 调控且仅在夜间释放的一种激素 。 一方面 , 褪黑素可通过增加解偶联蛋白 ( uncoupling proteins , UCPS) 活性、促进线粒体合成及调节线粒体稳态等方式起到保护线粒体的作用 , 减少自由基的产生 , 改善卵巢功能 。 另一方面 , 褪黑素还可促进 DNA 损伤修复 , 确保基因翻译的准确性和蛋白质合成的稳 定性 , 发挥防治 POF 的作用 。 研究发现 , 褪黑素 存在于卵巢卵泡液和卵母细胞中 , 具有强大的抗氧 化能力 , 可以去除活性氧 ROS 和活性氮 (reactive nitrogen species , RNS) ,对抗卵巢细胞的氧化应激且其清除作用是直接作用 , 不需要受体介导 。 因此 , 褪黑素可能在卵母细胞成熟、受精、胚胎发育和对抗 POF 快速进展中发挥多种有利作用。
黄芩苷(baicalin) 是坤泰胶囊的主要成分 , 可通 过雷帕霉 素靶 蛋 白 (mTOR) 信 号通 路 改 善 卵巢 功 能 , 降低氧化应激对颗粒细胞活力的影响 , 减少细胞凋亡cs1 。谷胱甘肽、维生素 C(抗坏血酸) 和维生素 E( u -生育酚) 等作为天然抗氧化剂 , 口服可以预防衰老对小鼠卵母细胞质量的负面影响。
槲皮素(quercetin) 是一种重要的类黄酮物质 , 在水果和蔬菜中含量丰富 。研究发现 , 给予 POF 大 鼠槲皮素处理后 , 血清 中 AMH 、雌二醇 (E2 ) 、FSH 和 LH 水平含量增加 , FSH/LH 比值显著降低 , 表 明槲皮素 能 改善 POF 大 鼠性激素水平[33] 。 此 外 槲皮素还能促进各级卵泡发育和颗粒细胞增殖 , 协同正向诱导内分泌变化 , 修复卵巢功能 。 还有研究发现 , 槲皮素可通过直接清除氧化自由基、鳌和金属 离子、降低脂质过氧化产物丙二醛及调节抗氧化酶 SOD 、GSH-PX 等的活性 , 减缓机体氧化应激过程。
临床上的一些代谢类药物目前已被证实具有防治 POF 的作用 二甲双胍作为糖尿病的一线用药 , 还 可通过诱导沉默信息调节因子 2 相关酶类 1 (silent
information regulator factor 2 related enzymes 1 ,SIRT1) 的表达 , 减少氧化损伤 在机体和细胞水平 对抗衰老 。 他汀类药物对女性生殖健康产生的积极影响也在不断探索中。另外 , 一些保健品也被宣传可以改善 POF 带来的卵巢功能损害 , 如大豆异黄酮、葡萄籽提取物、葛根提取物等 。但是 , 这些药物的疗效还需要进一步研究证实。
3、基因治疗 : 目前 , 一些基因已被证明与 POF 相关 , 研究人员正在探索利用 RNA 干扰技术 (RNAi)和基因编辑技术 (例如 CRISP R Cas9 基因编辑技术)来调控衰老相关基因的表达 , 甚至替换异常基因 , 从而达到减缓衰老、延长寿命的目的。
近年来的研究表明 , SIRT1 在细胞增殖分化 、能量代谢、自噬凋亡、稳态调节等多种生理过程发挥重要作用 。且越来越多的研究发现 , SIRT1 可通过多途径参与卵母细胞发生和延缓 POF 进程。 FOXO、 p53 和 NF KB 等可通过与一些因子结合参与炎症和凋亡的调节 , 在细胞核 中 , SIRT1 作为 交通枢 纽 介导去乙酰化作用 , 降低上述因子转录水平 , 抑制细胞凋亡C377 。 在卵巢组织中 , SIRT1 可能通过激活ERK1/2 信号通路诱导颗粒细胞对凋亡的抵抗 , 直接抑制卵泡 闭锁 。 研究发现 , 用能产生 ROS 的物质处理动物细胞 , 可上调 SIRT1 在细胞核中的表 达并抑制细胞 凋 亡[38] 。 以 上研 究表 明 , SIRT1 可 通过减少 ROS 的产生 , 起到保护机体的作用 参与 调节氧化应激状态下的细胞生存环境、抑制生殖细胞凋亡 , 在 POF 中发挥潜在的保护作用。
最新的研究表明 , IDO1基因和QPRT基因的活性和表达水平可能也与 POF 相关 目前已知 , NAD+ 在POF中起着重要作用 , IDO1 和 QPRT 作为 NAD+从头生物合成中的两个关键基因 , 敲除后会导致小鼠卵巢 NAD+水平下降 , 引起小鼠动情周期紊乱 , 卵巢储备减少和诱导 POF发生。 通过调控上述基因的表达 , 或许可有效改善 POF 小鼠的卵巢功能 , 为防治 POF 提供了一种可能的方法。 此外 , FOXO3a 基因、BCL2 基因目前也被证实可能与 POF 具有一定的相关性 。
CRISP R Cas9 是一种新兴的基因编辑技术 , 可以精确地修改基因序列 , 从而影响基因的表达c427 。 因为 POF 与氧化应激有关 , 故导入表达 SOD1 基因的载体可以增加卵巢内 SOD1 的表达 , 从而减少卵巢细胞受氧化应激的损伤 ; 导入表达 FSH 基因的载体则可以促进卵巢内卵泡的发育和雌激素的合成 , 从激素水平改善卵巢功能 。这些方法已经在动物模型中取得了一定效果 ,但需要进行更多的研究以确定它们是否安全有效 , 并且应用于人体前仍需要进一步研究。
需要强调的是 , 基因治疗作为一种有希望的方法 , 具有一定的潜力 , 但目前仍处于研究阶段 , 具体的应用尚需更多的研究和实验来验证其效果和安全性 , 并严格遵循相关的法律法规和伦理准则 。 在延缓卵巢衰老策略上 , 应以保持健康的生活方式和药物干预为主要手段 。
总结与展望
三、综上所述
造成POF的各种因素并非独立存在,而是相互影响、协同促进衰老的加速进展。因此 , 我们可以从多方位对其进行综合性探究 。 随着我们对 POF 的研究越来越深入 , 已探索出了多个切实可行的防治策略 , 为减缓女性卵巢衰老和全身多系统疾病发生拓宽道路 , 同时有助于降低流产和减少出生缺陷的发生 。
备注：以上内容出自 生殖医学杂志 【关键词】卵巢早衰 卵泡发育 不孕不育 氧化损伤
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