LncRNAs與多囊卵巢綜合征相關性的研究進展

代會穎，李澤武，楊愛軍*

(1. 濟寧醫學院臨床醫學院，濟寧 272067；2. 濟寧醫學院附屬醫院，濟寧 272029)

多囊卵巢綜合征(PCOS)是常見的生殖內分泌疾病。根據1990年的NIH診斷標準，PCOS的發病率約4%～6.6%，根據2003年的鹿特丹標準其發病率約4%～21%[1]。PCOS患者除了有稀發排卵或無排卵、卵巢多囊樣改變及高雄激素血癥和(或)高雄激素血癥的臨床表現等基本問題，其與健康女性相比，PCOS患者更容易發生肥胖、胰島素抵抗及代謝綜合征，且該類患者發生2型糖尿病和心血管疾病事件的風險也會增加，這些都會影響患者的生活質量、增加醫療負擔[2]。盡管在過去幾十年中人們在PCOS的病因方面做了很多工作，但其病因仍未得到明確，目前大多數研究者認為PCOS的病因是多因素的，而遺傳因素起著重要作用。遺傳異常包括基因突變，表觀遺傳學改變和非編碼RNA，三者被認為在PCOS的病因學中起重要作用[3-4]。

隨著測序技術的發展，基因組被廣泛轉錄，研究者們發現了大量的非編碼RNA，它們作為新類型的RNA而出現，并在各種生物過程中起重要作用。目前已經在內分泌系統及內分泌相關疾病中發現了異常長鏈非編碼RNAs(LncRNAs)[5]。LncRNAs是一類大小不一的非蛋白質編碼轉錄物，其長度超過200個核苷酸[6]。LncRNAs主要在轉錄水平、轉錄后水平和表觀遺傳水平來發揮其調控功能[7]。LncRNAs可以調節各種生物學過程，包括細胞侵襲和轉移、細胞凋亡、DNA損傷、血管生成、microRNA沉默、腫瘤發生、胚胎發育、炎癥和免疫細胞發育等[8-11]。LncRNAs也參與細胞周期調控、基因印記、mRNA降解、剪接調控、染色質重塑、易位調控和表觀遺傳調控等幾種調控機制[6]。近年來對PCOS和LncRNAs的關系的研究越來越多，有研究證明，某些LncRNAs在PCOS患者的卵丘細胞中異常表達，這可能會導致PCOS的發生，進而影響卵母細胞的發育[12]。還有研究證明LncRNAs與高雄激素血癥、胰島素抵抗、肥胖等PCOS臨床表現及相關疾病的發生有關系。

一、LncRNAs在PCOS患者的顆粒細胞中的異常表達

PCOS的臨床和生化指標通常是異質性的，但異常卵泡形成被認為是PCOS的共同特征[13]。PCOS患者卵泡發育障礙表現為卵泡募集數目多、卵泡的選擇和卵泡的優勢化受阻、卵泡發育停滯或無排卵[14]。卵丘顆粒細胞是顆粒細胞(GC)的一種，它與卵母細胞緊密連接，并負責向排卵前卵母細胞提供一些營養和代謝因子。而對于PCOS患者而言，其GC的增殖、凋亡會出現異常[15]。目前GC功能不全所造成的卵母細胞發育障礙與PCOS發生的關系仍不明確。

有研究[16]通過使用微陣列技術來鑒定在PCOS患者的GC中LncRNAs譜與正常女性中的表達水平的不同。該研究發現，與正常女性相比，PCOS患者的LncRNAs譜中有620個LncRNAs上調、3個下調，這提示卵丘顆粒細胞中異常表達的LncRNsA可能參與了PCOS的發生。所以深入的遺傳學研究將有助于了解PCOS的發生和發展，并確定新的個性化治療策略，以改善正在接受IVF的PCOS患者的卵母細胞質量。Liu等[17]也通過微陣列技術分析PCOS組和對照組LncRNAs表達譜的差異，發現了862個 LncRNAs和998個 mRNAs在PCOS患者卵巢GC中失調。為了驗證微陣列技術得到的結果，隨后該研究通過qRT-PCR分析差異表達的轉錄物，結果顯示有12個LncRNAs和8個mRNAs的表達是有差異的。之后使用定量實時PCR來測量來自53名PCOS患者和50名對照的GC中的LncRNA HCG26的水平，得出結論，LncRNA HCG26在PCOS婦女中上調，并且與竇卵泡數(AFC)和吸出的卵母細胞數目有關。HCG26主要定位于人類GC的細胞核中。在行HCG26敲除的KGN細胞中觀察到細胞生存力下降和顯著的G1/S停滯，但對細胞凋亡沒有影響，表明HCG26敲除后會抑制細胞周期進程來抑制細胞增殖。該研究還發現HCG26敲除可以通過不影響FSH受體mRNA水平來促進芳香化酶基因表達和E2產生。這些發現表明差異表達的LncRNAs參與了GC增殖和類固醇生成，從而影響PCOS的發生。

Yerushalmi等[18]測出了緊密型和松散型放射冠顆粒細胞之間的1 746個差異表達(DE)基因，該研究在DE基因列表中搜索了已知的LncRNAs的功能。發現在1 746個DE基因中有89個被標注為lncRNAs(44個間變性RNAs和45個反義轉錄物基因)。DE LncRNA中有28個上調，61個在松散型放射冠顆粒細胞樣本中下調。在反義DE LncRNAs的基因中，松散型放射冠顆粒細胞樣本中有一個LncRNAs上調、16個下調。而且有12個反義轉錄物位于已知參與GC生理學的基因內含子內，包括ADAMTS9、AQP2、AQP5、CACNA1C、CHRM3、DPP4、FABP6、GPC5、HAS2、HSD11B1、ITGA6和WNT5A。這表明獨特的非編碼RNA轉錄物可能參與調控卵丘擴展和卵母細胞成熟。

二、LncRNAs與高雄激素血癥(HA)

高雄激素血癥是PCOS最重要的臨床特征之一，雄激素水平在卵泡液和循環中均可增加。HA可以影響卵泡的生長和成熟，導致無排卵、多毛、痤瘡等臨床癥狀，可導致女性不孕、復發性流產風險增加[19]，影響女性生活質量，這些都可能對女性心理產生不利影響。因此，明確HA的發生機制和PCOS中HA的干預方法是必要的。目前，PCOS/HA發生機制尚未完全闡明，許多因素可導致HA，如基因、內分泌、環境和其他因素[16]。

理論上，高雄激素血癥可以由高水平的睪酮(T)以及增強的雄激素受體(AR)活性引起。雄激素需要通過AR發揮作用，AR是核轉錄因子和類固醇受體亞群的成員。若在下丘腦內分泌細胞和卵巢顆粒細胞中AR過度活化，則可使原本正常的T和二氫睪酮水平表現為生物化學雄激素過多[20-22]。Takayama等[23]發現反義C-末端結合蛋白1(CTBP1-AS)是一種與AR信號通路相關的新型雄激素調節LncRNA，可以調節AR活性，CTBP1是AR的共抑制分子，CTBP1-AS位于CTBP1的反義區域。LncRNA CTBP1-AS通過募集RNA結合轉錄阻遏物相關剪接因子和組蛋白脫乙酰酶直接抑制CTBP1的表達，反過來促進AR的轉錄[24]。由此提高體內雄激素受體(AR)，導致患者出現高雄激素血癥的臨床表現。最近有一項研究[25]，其目的為探討PCOS患者CTBP1-AS的表達譜及其與PCOS的關系。該研究通過測定PCOS患者和健康對照婦女外周血白細胞中CTBP1-AS的表達來分析其差異。結果證明，與健康婦女相比，PCOS患者的CTBP-AS表達顯著增高。以上研究重復了3次都得出了同樣的結果。這就說明CTBP1-AS的上調對PCOS的發病是有作用的。雖然目前還不能解釋CTBP1-AS與PCOS高雄激素血癥的確切因果關系，但至少這些發現可以為今后的實驗室研究提供初步的方向，并促進其發展。

三、LncRNAs與肥胖、胰島素抵抗(IR)

部分PCOS患者會表現為肥胖，而肥胖本身也可以加重該類患者的一系列功能紊亂[14]。有研究證實雄激素過多有利于腹部脂肪沉積，而肥胖誘導的胰島素抵抗和高胰島素血癥明顯促進卵巢和或腎上腺來源的雄激素過多，這加劇了PCOS的所有特征[26]。LncRNAs的發現為解釋PCOS的病因提供了新角度。由Sz1基因(5q31.3)表達的大小為0.87 KB的類固醇受體RNA激活劑(steroid receptor RNA activator，SRA)是長鏈非編碼RNA，最初由Lanz等[27]描述。LncRNA SRA不僅在增殖、細胞凋亡、脂肪形成、類固醇生成、肌細胞生成和胰島素信號傳導等正常生物學過程中發揮作用，而且參與了乳腺腫瘤、前列腺癌、異常心臟發育和生育力下降等疾病的發生[28]。Liu等[29]研究發現PCOS患者LncRNA SRA與健康對照組相比顯著上調，且PCOS組LncRNA SRA與BMI之間存在顯著的正相關關系。這一發現與LncRNA SRA已被證明是飲食誘導肥胖中脂肪組織質量和功能的重要調節因子的報道相一致[30]。所以該研究推測LncRNA SRA升高可能是PCOS肥胖相關過程中對易感個體的重要介質。另外，與PCOS相比，對照組中的LncRNA SRA顯著降低，并且對照組女性中肥胖與LncRNA SRA之間沒有關聯，這表明低LncRNA SRA水平可能有抵抗肥胖的作用，從而阻礙PCOS的發展[29]。這需要進一步的研究來驗證上述的猜想。

IR是指機體內生理水平的胰島素促進器官、組織和細胞對葡萄糖的吸收和利用效能下降的一種代謝狀態，為維持相對正常的血糖水平，機體代償性地增加胰島素的含量，形成代償性高胰島素血癥(IH)。IR及胰島素分泌增加可影響雄激素產生，從而在PCOS發病中起著一定作用。有研究[31]探索了PCOS合并胰島素抵抗患者血漿中LncRNA GAS5的表達及意義。該研究收集了合并胰島素抵抗的PCOS患者和單純輸卵管因素不孕或男方因素非PCOS患者外周血標本各30例，比較分析兩組患者血清中LncRNA GAS5的表達。結果證明PCOS患者中LncRNA GAS5表達要低于非PCOS女性，也就是說二者呈負相關，因此分析LncRNA GAS5可能是PCOS發生和發展的一個因素。曾有研究報道GAS5的一個重要功能是通過促進細胞凋亡、抑制細胞周期及增殖[32]。因此該研究推測PCOS患者中GAS5的低表達也許是導致顆粒細胞周期加快、增殖及抗凋亡能力增強的一個可能原因。

四、小結與展望

PCOS是育齡婦女最常見的內分泌疾病之一，其病因仍不明確，而遺傳因素在其發生發展中起著重要作用。以上研究已經證明了異常表達的LncRNAs與PCOS的顆粒細胞異常、高雄激素血癥、胰島素抵抗、肥胖等方面有關系，但其具體分子的具體作用途徑還需進一步研究，從而促進其病因學的發展，為患者提供更個體化的治療方案。除此之外PCOS的診斷標準目前仍遵循鹿特丹標準，該標準結合了臨床表現、實驗室檢查和超聲手段。目前尚無可靠的血清標志物用于PCOS的臨床診斷，若能通過大樣本檢測篩選出靈敏度和特異度較高的LncRNAs，將有望促進PCOS診斷學的發展，進而簡化臨床診斷流程。