基于miRNA介導PI3K/AKT通路防治PCOS卵巢局部胰島素抵抗的中西醫研究進展

周道成，趙恒俠，陳　葉

(1. 廣州中醫藥大學深圳臨床醫學院，廣東 深圳 518033；2. 廣東省深圳市中醫院，廣東 深圳 518033)

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綜述

基于miRNA介導PI3K/AKT通路防治PCOS卵巢局部胰島素抵抗的中西醫研究進展

周道成1，趙恒俠2，陳葉1

(1. 廣州中醫藥大學深圳臨床醫學院，廣東 深圳 518033；2. 廣東省深圳市中醫院，廣東 深圳 518033)

多囊卵巢綜合征；OmiRNA；PI3K/AKT道路；PCOS；胰島素抵抗

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是育齡期婦女最常見的內分泌紊亂綜合征，卵巢多囊性改變、不同程度的月經異常及不孕、多毛、肥胖等是該病的典型臨床表現，而大多數患者隨著病程的進展會出現高胰島素血癥和胰島素抵抗[1]，糖尿病和高血壓的發生率也明顯增加，甚至有可能導致子宮內膜癌的發生，同時該病與高脂血癥、動脈粥樣硬化、心腦血管病之間也存在著肯定的聯系。PCOS在育齡期女性中患病率較高，且近年來患病率逐年增加，是生育期婦女月經紊亂乃至閉經、不孕的最常見原因，嚴重危害她們的身心健康，影響生活質量。

PCOS病因復雜，涉及中樞神經系統、下丘腦-垂體-卵巢軸、腎上腺、胰島及遺傳等方面，至今為止國內外對該病的病因和發病機制尚無定論，因此需對其進行更深入的臨床及基礎研究，為治療該病提供新思路。卵巢出現局部胰島素抵抗(insulin resistance，IR)在PCOS的發生發展中起著關鍵作用，而在IR形成過程中有著重要作用的則是PI3K/AKT通路，同時Micro-RNA(miRNA)對該信號通路具有強大的調控作用，因而PCOS卵巢局部IR的產生可能與miRNA表達異常引起PI3K/AKT通路傳導障礙密切相關。現對目前PCOS卵巢局部IR基于miRNA介導PI3K/AKT通路進行防治的中西醫研究進展綜述如下。

1　基于miRNA介導PI3K/AKT通路防治PCOS卵巢局部IR的西醫學研究進展

1.1PCOS病理機制研究目前對PCOS發病機制的相關研究仍在不斷發展中，學術界普遍認為PCOS是多基因的遺傳多態性與環境因素相互作用的結果，其發病主要與遺傳因素、IR和高胰島素血癥、高雄激素血癥、卵巢局部自分泌調控機制異常、下丘腦垂體功能異常、腎上腺皮質功能障礙等相關。國內外眾多專家學者不斷對PCOS的發病機制提出新的論點，并進行了大量的臨床觀察及基礎實驗研究，種種證據表明IR是貫穿PCOS疾病始終的核心病理機制[2]。

1.2PCOS卵巢局部IR的分子機制研究IR是機體生理水平的胰島素產生的生物學效應低于實際應有水平，胰島素促進器官組織和細胞吸收，利用葡萄糖的效能下降，即組織的胰島素調節糖代謝尚處于代償階段的標志[3]。自1980年Burghen等[4]最先提出IR參與PCOS的發病機制，其后大量研究證實兩者之間存在緊密聯系，IR在PCOS的發病機制中起著關鍵作用，近年更有研究表明PCOS是以IR為特征的內分泌代謝性疾病，IR存在于50%～70%PCOS患者中[5-6]。同時Diamanti-Kandarakis等[7]研究發現，除了骨骼肌、脂肪等外周經典靶組織存在IR外，PCOS卵巢局部亦存在選擇性IR。從目前研究來說其機制尚不清楚，可能是遺傳和環境因素相互作用的結果[8-9]。近年來國內外對PCOS患者卵巢局部IR的分子機制研究主要集中在胰島素信號傳導通路。

1.2.1胰島素信號傳導通路胰島素信號傳導通路主要有2條，一條為調節葡萄糖代謝的磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)促代謝途徑。胰島素與細胞外胰島素受體(INSR)的α亞基結合導致自身酪氨酸激酶活化和β亞基磷酸化，活化的胰島素受體又使其底物IRSs如IRS-1的殘基酪氨酸磷酸化[10]，磷酸化的IRSs能夠結合并激活Src和膠原同源蛋白(Shc)等下游效應物，導致PI3K的二聚體構象改變從而被激活，或者通過Ras和p110直接結合，活化PI3K，繼而催化磷酸肌醇2-磷酸(PIP2)形成第二信使磷酸肌醇3-磷酸(PIP3)，PIPI與蛋白激酶B(PKB)和重組人丙酮酸脫氫酶激酶同工酶1(PDK1)結合，促使PDK1磷酸化AKT蛋白的Ser308導致AKT活化[11]，從而可使葡萄糖轉運蛋白因子4(GLUT4)由細胞內的貯存室移位到細胞膜上，使葡萄糖由細胞外向細胞內的跨膜運輸完成[12]。AKT是PI3K下游的直接靶蛋白，被PI3K激活后還可以使得糖原合成激酶3(GSK3)發生磷酸化而失活，進而使糖原合成激酶激活促進糖原合成[13]。另一條為調節細胞生長、增殖及分化的絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶(MAPK/ERK)促有絲分裂通路，MAPK被不同的細胞外刺激或信號轉導激活，通過磷酸化作用及三級酶促級聯反應，影響基因調控及蛋白合成的各種酶。

1.2.2PCOS卵巢局部IR與PI3K/AKT通路的相關性研究目前研究認為胰島素生理作用的發揮主要是通過PI3K/AKT信號通路進行的[14]，有學者揭示，PCOS患者發生IR的機制可能與胰島素受體后信號轉導障礙有關[15]。因此PI3K/AKT信號通路中胰島素受體后的信號傳導成為近年來PCOS患者卵巢局部IR的研究熱點，相關因子的上調及下調都將影響卵巢組織的糖代謝。國內外已有多項研究證實，PCOS患者卵巢存在IRS-1表達及活性下降、PI3K活性下降及GLUT4表達下降等多處信號分子異常，從而形成卵巢局部IR[16-17]。作為胰島素多種生物調節作用中間體的IRS是胰島素受體后信號細胞內傳導的重要分子，在IR中起至關重要的作用，而其中起最主要作用的是IRS-1和IRS-2。國內學者對胰島素作用的經典靶組織脂肪和卵巢進行研究發現，IRS-1和IRS-2的表達和磷酸化異常是引起PCOS患者IR的主要原因[18-20]。PCOS患者IRS-1水平下降及IRS-2水平上升，均可降低PI3K活性而導致IR。Aguirre等[21]及Hirosumi等[22]證實IRS-1絲氨酸307(IRS-1 Ser307)磷酸化在介導胰島素負反饋調節方面具有重要作用，當IRS-1 Ser307被磷酸化后，IRS-1與INSR的相互作用減弱，IRS-1在胰島素刺激下的酪氨酸磷酸化水平降低，從而影響胰島素信號的下游傳導。 Zhang等[23]發現PI3K下游信號分子p-AKT和GSK3β蛋白表達下調，減弱了胰島素信號的傳遞，引起卵巢GLUT-4蛋白表達的下調，影響了葡萄糖的攝取利用，導致IR的發生。任文超等[24]通過收集行體外受精-胚胎移植(IVF-ET)治療的PCOS患者卵巢顆粒細胞進行體外培養，發現其中ERK2表達增加，表明PCOS卵巢局部IR使MAPK通路活性增強，這與Corbould等[25]通過體外實驗證明MAPK/ERK通路對胰島素的代謝途徑有負反饋作用的結論相一致，同時指出該通路活化可以促進IRS-1絲氨酸312(IRS-1 Ser312)位點磷酸化，抑制PI3K通路調節亞基p85與之結合，從而導致PI3K/AKT信號通路缺陷，促進IR形成。PTEN是PI3K/AKT信號通路另一個重要的拮抗分子，當其基因表達旺盛時，能夠催化PIP3生成PIP2，進而阻斷PI3K下游信號通路，導致蛋白激酶AKT表達受到抑制，從而介導IR的發生。Zhang等[26]通過研究證明PTEN的功能缺失能夠促進PI3K信號通路和AKT的激活，從反面論證了PTEN是PI3K/AKT信號通路的負調節因子。

1.2.3miRNA與PI3K/AKT通路的相關研究miRNA是一類非編碼單鏈小分子RNA，廣泛來源于真核生物的內源性染色體，其在正常生理和疾病的狀態下，都能通過與靶mRNA的3’端非編碼區域(3’UTR)的不完全堿基互補配對，進而抑制甚至抑制靶mRNA的翻譯，從而對基因轉錄后的表達進行負性調控，從而對各種生命活動都能產生深遠和復雜的影響。國內外多項研究已經發現并證實miRNA參與調節胰島素信號通路的傳導，與IR的發生密切相關。Rottiers等[27]研究發現IRS是miRNA調控胰島素作用的重要靶基因。Ryu等[28]通過基因途徑產生肝細胞線粒體功能障礙模型，發現miR-126能夠下調靶基因IRS-1的蛋白表達，進而影響胰島素信號通路，從而導致IR。He等[29]研究發現，miR-29a/b在糖尿病模型大鼠脂肪細胞中出現高表達，其可能通過抑制葡萄糖轉運攝取，并伴隨胰島素誘導的AKT活性的抑制，進而導致這些脂肪細胞出現IR，而IR又誘導miR-29a/b的表達。EL等[30]證明了miR-375通過降低靶基因PDK1的蛋白表達，從而影響PI3K/PDK1/AKT信號傳導通路。Ling等[31]應用基因芯片技術發現miR-320在IR的3T3-L1脂肪細胞中表達量較正常增高了50倍，進而初步證實miR-320可以抑制p85蛋白的表達，并且可能導致AKT的表達減少，從而影響胰島素信號傳導，最終導致IR，進一步說明了miR-320/p85/AKT/GLUT4這一信號通路在IR中的作用。同時國內有研究通過分子克隆方法發現當miR-21過表達使靶基因PTEN表達受到抑制時，其對PI3K的拮抗作用也會減弱，從而導致蛋白激酶AKT表達旺盛，PI3K/AKT信號通路作用也相應加強，這有助于葡萄糖的代謝，對IR表現出改善作用[32]。

鑒于上述及其他研究中已發現的miRNA對PI3K/AKT信號通路的強大調控作用及PCOS與IR的密切關系，可推測miRNA很可能通過介導PI3K/AKT信號通路從而參與胰島素信號的傳導，在PCOS患者IR發生、發展中存在重要的調控作用，特定的并且介導PI3K/AKT信號通路的miRNA-靶基因的確定將為治療PCOS患者卵巢局部IR的藥物研發提供潛在的靶點。

2　基于miRNA介導PI3K/AKT通路防治PCOS卵巢局部IR的中醫學研究進展

2.1中醫藥防治PCOS卵巢局部IR的研究傳統醫學對PCOS無既定病名，根據其臨床癥狀及體征，可以歸入“月經后期”“閉經”“不孕”“肥胖”“癥瘕”等中醫病癥范疇。胰島素的作用與脾的生理功能有相似之處：胰島素能將葡萄糖即中醫所說水谷精微物質運輸到靶器官，將其分解釋放能量以供生命所需，并能通過糖異生途徑合成糖原、脂肪或蛋白質等以供生養所需；而當脾胃功能失常，脾虛失運，水谷精微不能化生輸布，聚濕生痰，以致痰濕脂濁，軀脂滿溢，則為肥胖、多毛；痰濕阻滯沖任、胞宮引起月經不調、不孕；痰濁與氣血互結為癥積故卵巢呈多囊性改變。正如當PCOS患者出現IR，導致體內出現高血糖、高胰島素血癥及血脂代謝紊亂等代謝異常及內分泌紊亂。因而“脾虛不運，痰濕阻滯，壅滯胞宮”是PCOS患者出現卵巢局部IR之根本，“強脾健胃，化痰祛濕”是治療PCOS患者卵巢局部IR的關鍵。林寒梅等[33]選取65例PCOS患者予以中藥健脾化痰活血方治療，通過臨床觀察發現中藥健脾化痰活血法能有效地改善PCOS患者的臨床癥狀，并改善患者的IR水平，療效顯著。吳薇[34]采用補腎健脾祛濁法對胰島素抵抗型多囊卵巢綜合征患者進行干預，以達英-35聯合二甲雙胍為對照，進行臨床隨機對照研究，結果提示補腎健脾祛濁中藥可以改善患者的性激素及胰島素抵抗水平，療效確切，且治療效果優于單純使用西藥。

2.2中醫藥與PCOS卵巢PI3K/AKT通路的研究近年來關于中醫藥與PCOS患者卵巢局部IR的分子機制之間關系的研究已出現，洪艷麗等[35]通過建立PCOS大鼠模型，進行隨機對照實驗觀察補腎化痰方對模型鼠卵巢內胰島素信號傳導分子的調控作用，結果發現經補腎化痰方處理后，HOMA-IR明顯降低，卵巢IRS-1 mRNA表達升高，GSK3β、GLUT4 mRNA及p-AKT蛋白表達均顯著上調，說明補腎化痰方能促進IRS-1磷酸化，上調PI3K/AKT通路活性，促進卵巢對葡萄糖攝取，改善IR，同時推測補腎化痰方能夠改善IR，可能與胰島素信號傳導分子蛋白表達的調控有關。謝陽等[36]以具有補腎活血祛濕功效的補腎通脈方治療PCOS模型大鼠，通過隨機對照實驗發現IRS-1 Ser307磷酸化蛋白在伴IR的PCOS大鼠的卵巢內顯著表達，而用補腎通脈方治療后，IRS-1 Ser307磷酸化蛋白的表達明顯下調，進而改善胰島素信號轉導、減輕IR，療效顯著。然而國內外關于中醫藥通過miRNA調控胰島素信號通路進而治療PCOS的研究至今未見有相關報道。

3　總結與展望

目前西醫對于PCOS的治療主要以藥物為主，輔以手術，而治療藥物多數為激素類，毒副作用大且花費高，停藥后容易復發，且效果欠佳。而傳統中醫學以整體觀來認識該病的病因病機，指導古代醫家和現代中醫學者從辨證論治著手治療該病，收到了很好的療效，并且中藥資源豐富，其多系統調理、多靶點作用及辨證論治、整體觀念使其在治療PCOS領域中存在巨大優勢和潛力[37]，同時也避免了西藥促排卵藥物及手術治療引起的各種并發癥和其他不良反應。因此，探尋PCOS的病因機制和有效的中醫藥治療方法，是當前臨床研究的重大課題，具有重要的社會意義和臨床價值，可以給社會及經濟帶來深遠的影響和益處。

基于PCOS卵巢局部IR及中醫有關“脾虛不運，痰濕阻滯，壅滯胞宮”的相關理論，結合目前國內外對PCOS卵巢局部IR與PI3K/AKT信號通路、miRNA相關的研究，筆者初步推測PCOS將導致卵巢組織內相關miRNA表達異常，進而介導PI3K/AKT信號通路，使重要的信號分子如IRS-1、AKT2、GSK3β、GLUT4等和拮抗因子PTEN、ERK2等之間的比例和作用平衡失調，而中醫藥能重新調節其中的平衡，從而發揮對PCOS的防治作用。對此展開深入的臨床及基礎研究，可以揭示PCOS發生發展的可能機制，并為中醫藥防治PCOS的現代化研究及中醫藥的研發提供新的思路和方法。

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趙恒俠，E-mail：574486596@qq.com

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2016-03-20