治療多囊卵巢綜合征藥物作用通路及靶點的研究進展

胡婕，黃芳

(中國藥科大學中藥學院中藥藥理與中醫藥學系，江蘇 南京 211198)

多囊卵巢綜合征(PCOS)是一種異質性疾病，大約會影響6%至20%的育齡婦女。這是該年齡段女性中最常見的內分泌疾病[1]。根據鹿特丹診斷標準[2]。要診斷為PCOS的女性必須表現出以下3個特征中的兩個：①臨床和/或生化雄激素過多；②排卵少或無排卵；③超聲檢查的多囊卵巢形態(PCOM)。PCOS可能伴有很多并發癥，如激素和生殖功能紊亂，包括黃體生成素(LH)過量、雄激素過多、卵泡發育異常、生育力降低和流產風險增加[3]；此外，它還與肥胖、代謝綜合征、高胰島素血癥、胰島素抵抗、肝脂肪變性和血脂異常有關[4]。由于PCOS的普遍性及其對健康的顯著影響，我們需探尋安全有效的治療藥物。

在這篇文章中，我們將介紹目前發現的藥物作用通路及靶點并對其進行分析，期望能發現更好的治療PCOS的藥物，為改善患者的生活質量提供思路。

1 胰島素信號通路

多囊卵巢綜合征(PCOS)是一種代謝紊亂性疾病，在PCOS發病機制中，胰島素抵抗(IR)起著重要作用，大約50%～70%的PCOS患者存在IR。主要的胰島素信號傳導通路有兩條，①磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路；②絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶(MAPK/ERK)通路。它們在調節代謝、調控細胞生存與凋亡等方面起著重要作用。任何一個胰島素信號傳導途徑中的環節受損都可導致胰島素抵抗。

1.1 磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路 在涉及卵泡和卵子發生調節的各種信號通路中[5]，具有許多分支的PI3K/AKT信號通路似乎是主要的非促性腺的卵泡分化，生長和存活的調節因子。該途徑中各種基因的缺失可導致卵巢早衰(POF)和不育，這些都表明其對卵巢功能具有的重要作用。因此，目前很多藥物都通過作用于PI3K/AKT信號通路來實現改善和治療PCOS的作用。

胰島素信號通路依賴于胰島素受體底物(IRS)、PI3K和AKT等多種信號的傳導，是葡糖轉運蛋白4(GLUT4)表達和定位的關鍵調控因子，從而調節細胞葡萄糖攝入。先前的研究表明[6]，抑制正常的IRS激活和下游PI3K/AKT信號傳導會損害正常的GLUT4定位及細胞對葡萄糖的攝取。也有報道稱[7]PI3K/AKT信號在PCOS的病理中起作用，至少部分原因是GLUT4表達降低。小檗堿是一種在多種植物中存在的異喹啉化合物，用于治療代謝紊亂和不育癥等多種疾病[8]。Wang等[9]的研究均表明小檗堿可增加IRS和GLUT4的表達，激活PI3K/AKT信號傳導，減輕胰島素抵抗，改善模型組大鼠的PCOS癥狀。有人認為PCOS患者的人工授精胚胎植入失敗、反復流產和自然流產的原因至少部分是由于子宮內膜葡萄糖代謝異常引起的[10]。Zhang等[11]還發現，睪丸激素治療可導致人子宮內膜上皮細胞中GLUT4蛋白水平降低。已知PI3K/AKT/mTOR信號轉導途徑位于胰島素介導的胰島素受體信號轉導的下游，AKT參與胰島素刺激的葡萄糖轉運過程，并通過直接磷酸化mTOR促進細胞生長、增殖和代謝。研究表明[12]，體內患有子宮內膜增生的PCOS患者AKT磷酸化增加。Shao等[13]證明二甲雙胍誘導GLUT4表達并抑制雄激素受體(AR)表達，且在增生的子宮內膜中阻斷PI3K/AKT/mTOR信號傳導。這些數據以及其他研究提示，二甲雙胍在患有子宮內膜疾病的PCOS患者中進行臨床試驗的可行性。

FOXO1作為轉錄調節因子，受PI3K/AKT磷酸化調節，是胰島素(INS)/胰島素樣生長因子-1(IGF-1)信號通路下游的關鍵分子之一，在新陳代謝、細胞增殖、細胞存活及氧化應激反應等生物進程中起著重要作用。有研究表明[14]，Apelin通過活化信號蛋白AKT上調下游基因FOXO1a mRNA與蛋白的表達，進而影響顆粒細胞的增殖效應。楊海燕[15]研究表明，胰高糖素樣肽-1(GLP-1)類似物利拉魯肽干預后可部分恢復PCOS大鼠的動情周期、降低血清LH、降低空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(FINS)以及改善胰島素抵抗，并通過PI3K抑制劑LY294002的干預實驗證實了利拉魯肽通過激活卵巢PI3K/AKT/FOXO1信號通路起上述作用，為臨床治療PCOS提供潛在的作用靶標及理論基礎。

越來越多的證據表明，增加多不飽和脂肪酸(PUFA)的攝入量會對人體健康產生積極影響。因此[16]，PUFAs目前在臨床上被用作營養補充劑，以提高生育能力，尤其是患有PCOS的女性。一些報告和臨床研究[17]表明，omega-3可以增加胰島素敏感性和血漿脂聯素水平，降低高胰島素血癥，降低血漿甘油三酸酯，減少炎癥和肥胖的發生。Hu等[18]的研究發現omega-3調節CYP51表達和類固醇生成是由PI3K/AKT信號通路的激活介導的。這些結果進一步支持了omega-3脂肪酸對PCOS的保護作用。天然植物提取物作為膳食補充劑或藥物，由于其優異的治療性能和較低的不良反應已在醫療保健行業應用多年[19]。七葉皂苷鈉(SA)是從歐洲七葉樹(Aesculus hippocastanum)種子中提取的一種三萜皂角苷，并且SA的治療效果，如抗氧化、減輕炎癥反應、減輕組織水腫和恢復血管通透性已得到了討論。Zhang等[20-21]的研究表明，SA不僅可以有效改善大鼠糖尿病模型的傷口愈合過程，而且在甲基對硫磷所致大鼠肝損傷模型中可能具有肝臟保護作用。Chen等[22]探索了SA在PCOS上的應用。結果表明，SA的治療不僅改善了卵巢的形態學特征，降低血清睪丸激素水平和LH/FSH的比率，還可以通過調節PI3K/AKT/GSK3β信號傳導途徑的磷酸化來逆轉IR。這些數據說明SA有潛力成為治療PCOS的有效藥物。

對于PCOS，中醫學對其病因病機的認識有獨到的看法，運用中藥治療PCOS也積累了很多臨床經驗。很多中藥復方也可以通過PI3K/AKT通路改善PCOS癥狀。Wang等[23]的研究表明首烏僵芪湯高劑量組能夠改善大鼠卵巢多囊樣改變、IR及排卵障礙；能夠降低大鼠血清睪酮(T)、LH、FBG、FINS水平，逆轉其內分泌紊亂狀態；能逆轉肝臟和卵巢組織IRS-1 mRNA及蛋白的表達下降，顯著降低肝臟和卵巢組織IRS-1 Ser307磷酸化水平并增加肝臟和卵巢組織PI3Kp85 mRNA及蛋白的表達。經驗方荷芪散[24]以及疏肝健脾方藥[25]均可通過作用于PI3K/AKT信號通路的相關因子，上調IRS-1、AKT-2、GSK3β、GLUT4等基因表達，改善大鼠的糖代謝，降低胰島素水平，調整激素紊亂狀態。此外津力達顆粒[26]通過提高PI3K、AKT、GLUT4 mRNA的表達，增加PI3K、AKT、GLUT4蛋白合成，改善大鼠多囊樣變和胰島素抵抗，且與二甲雙胍聯用時，改善胰島素抵抗作用更強。也有研究表明[27]，針藥聯合改善PCOS-IR模型大鼠生殖內分泌水平以及胰島素抵抗情況，可能與PI3K/AKT信號通路的調控有關。

1.2 絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶(MAPK/ERK)通路 MAPK/ERK1/2依賴性途徑涉及由排卵前卵泡中的LH激增誘導的幾個關鍵過程。這些過程包括卵母細胞恢復減數分裂，卵丘擴張，卵泡中的基因表達以及卵泡內間隙連接的破壞。目前，多數學者認為IR的發生存在PI3K/AKT通路缺陷的同時伴隨MAPK/ERK通路的異常激活，這兩條通路間相互作用，但兩條通路間并非單純拮抗關系，正常情況下兩條通路各司其職，一旦一條通路因某些病理刺激發生異常，通過級聯的網絡通路中交叉分子的傳遞，另一條信號通路也會受到影響，推測MAPK/ERK途徑的異常激活可以加劇或者導致PI3K/AKT途徑障礙，導致卵巢局部能量供應發生異常，出現卵巢IR，影響卵子的發育、成熟及排放，出現PCOS的各種臨床癥狀和體征[28]。李臻[29]和馬文聰[30]的研究表明，ERK抑制劑FR180204和P38/MAPK通路的抑制劑SB203580在使用后分別在一定程度上抑制PCOS卵巢顆粒細胞血管內皮生長因子(VEGF)的過度表達，改善卵巢顆粒細胞糖代謝通路，從而改善胰島素抵抗的狀態。

心鈉肽(ANP)主要由心房肌細胞分泌，在調節血壓、鹽和水平衡以及體液穩態方面起著至關重要的作用。除心房肌細胞外，還在卵巢卵母細胞，顆粒細胞和黃體中發現了ANP的存在。卵巢衍生的ANP還可以通過自分泌或旁分泌的方式調節卵巢功能，例如卵泡生長和激素生成[31]。綜上所述，我們假設ANP可能是PCOS的一種新型治療方案。Zheng等[32]的研究表明，ANP對卵巢功能的促進作用是通過形成NPRA/PGRMC1/EGFR復合物介導的，該復合物進一步激活了MAPK/ERK信號傳導和轉錄因子AP1。此外，ANP處理可逆轉PCOS癥狀，并改善RU486誘導的PCOS大鼠的生育能力。

孕激素(P4)是女性生殖組織中一個重要的促成因素，它調節著多個生理過程，如月經周期、著床、維持妊娠和分娩。有兩種主要的孕激素受體(PGR)亞型，即PGRA和PGRB，兩者均參與子宮細胞特異性增殖和分化。研究表明[33]，二甲雙胍能直接抑制PCOS大鼠中子宮PGR亞型的表達，同時糾正以PGR為靶標和著床相關基因的異常表達。PGR表達增加與MAPK/ERK/p38信號通路的抑制有關，二甲雙胍治療的主要作用是恢復PCOS樣大鼠子宮中的MAPK/p38信號通路。此研究結果為二甲雙胍治療患有子宮功能障礙及P4耐藥的PCOS患者中的臨床意義提供了支持。

蒼附導痰湯作為健脾祛痰藥方，在多囊卵巢綜合征的治療上具有很好效果，而近年研究發現，溫針刺對多囊卵巢綜合征的治療效果顯著。因此姜曉琳等[34]的研究將溫針刺與健脾祛痰方聯合使用，觀察到其可以通過抑制MAPK/ERK信號通路的激活，進而抑制IRS-1絲氨酸磷酸化，促進其酪氨酸磷酸化，進而提高胰島素敏感性，對體重正常型多囊卵巢綜合征患者有著明顯的治療效果。

2 炎癥相關信號通路及炎癥因子

2.1 炎癥相關信號通路 腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是參與調節細胞能量代謝的關鍵激酶，可通過沉默信息調節因子1(silent information regulator of transcription 1,SIRT1)依賴的途徑發揮抗炎效應。Tao等[35]的研究發現，運用AMPK活化劑5-氨基咪唑-4-甲酰胺1-β-D-呋喃酮(AICAR)治療后，AMPKα-SIRT1途徑被激活，PCOS小鼠的IR狀態改善，發情周期恢復正常，且這些積極的治療作用可被選擇性的AMPK抑制劑化合物C(CC)阻斷。此外Tao等[36]隨后的研究還發現二甲雙胍和艾塞那肽均可通過AMPKα-SIRT1途徑改善PCOS大鼠的生殖和內分泌功能。因此，AMPKα-SIRT1信號通路可能與PCOS中IR的分子機制有關，并且可以作為潛在治療的靶點，改善代謝和生殖功能。

Toll樣受體4( Toll-like receptor-4，TLR-4) 是機體的一種天然免疫受體，被革蘭陰性菌外膜脂多糖等刺激活化后，經過一系列磷酸化作用，可激活NF-κB信號通路，從而參與了細胞凋亡、炎癥反應、氧化應激等過程。近些年實驗研究表明，卵巢組織或外周血中亦有TLR-4/NF-κB蛋白的表達，并且與胰島素抵抗、內分泌紊亂和糖代謝異常關系密切。Wang等[37]的研究表明槲皮素通過抑制NADPH氧化酶亞基p22phox、ox-LDL和TLR-4的表達，從而抑制TLR-4/NF-κB信號傳導途徑，降低胰島素抵抗。姚知林等[38-39]都探究了二甲雙胍和中藥復方聯合應用的作用機制。結果表明二甲雙胍聯合補腎化痰方或膈下逐瘀湯均能夠顯著改善PCOS雌鼠胰島素抵抗和糖代謝異常狀態，其機制可能與下調TLR-4/NF-κB炎性信號通路，降低下游IL-6和TNF-α等炎性細胞因子表達，抑制氧化應激有關。

Anus激酶/信號轉導與轉錄激活子(The Janus kinase/signal transducer and activator of tran-ions,JAK/STAT)信號通路是眾多細胞因子信號轉導的共同途徑，廣泛參與細胞增殖、分化、凋亡以及炎癥等過程。JAK/STAT通路的激活與各種疾病的發生、發展有關，包括各種炎癥性疾病、淋巴瘤、白血病以及實體腫瘤等疾病。李俊波[40]的研究表明加減龍膽瀉肝湯能降低激素FSH、LH、T水平，對FPG、FINS、HOMA-IR均能降低；經治療后能夠升高抑炎因子IL-4、IL-10水平，并抑制促炎因子IL-2、IL-6水平，其機制可能與活化JAK2/STAT3通路參與的效應相關。

2.2 炎癥介質 慢性非特異性炎癥是一種免疫系統介導的慢性、低度炎癥的亞臨床過程，以多種促炎因子及炎性標志物慢性、持續升高為特點。近年來大量研究證實，對于體質指數(BMI)正常的PCOS患者，外周血中C反應蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18等水平增高，提示PCOS是一種慢性非特異性炎癥疾病[41]。Darabi等[42]研究了不同劑量的芹菜素可以顯著降低炎癥細胞因子TNF-α、IL-6和總氧化狀態(TOS)。與PCOS對照組相比，治療組的總抗氧化能力(TAC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著增加。組織學結果表明，與芹菜素注射液對照組相比，接受芹菜素治療的大鼠囊腫數目和卵泡膜層厚度明顯減少，黃體數目和顆粒層厚度明顯增加。黃酮類芹菜素具有抗氧化和抗炎作用，可作為治療PCOS患者的替代方法。間充質干細胞(MSCs)是具有有效免疫調節特性的多能成年干細胞。研究表明[43]給予hUC-MSCs可以有效改善脫氫表雄酮(DHEA)誘導的PCOS小鼠的病理變化，包括卵巢組織病理學和功能。此外，我們發現，MSCs的給藥顯著下調了卵巢和子宮組織中促炎因子(TNF-α、IL-1β和IFN-γ)和纖維化相關基因(CTGF)的表達，并影響了全身炎癥反應。這些結果表明，hUC-MSC治療可以通過抑制卵巢局部和全身炎癥反應來緩解卵巢功能障礙。

多囊卵巢綜合征(PCOS)也與內質網(ER)應激和促炎性疾病有關，Brenjian等[44]用白藜蘆醇治療PCOS患者后，發現治療組的血清IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-18、NF-κB和CRP降低。此外，PCR結果表明，白藜蘆醇治療組中ATF4和ATF6的表達水平顯著增加，而CHOP、GRP78和XBP1的表達水平顯著下降。這可以表明白藜蘆醇通過抑制NF-κB和NF-κB調控的基因產物而具有抗炎作用。另一方面，白藜蘆醇可以通過改變參與展開蛋白反應(UPR)過程的基因的表達來調節顆粒細胞(GCs)中的內質網應激。

PCOS的治療應基于病理生理學。研究表明，由于卵巢中的囊性纖維化-跨膜傳導調節劑(CFTR)表達降低，PCOS患者中的高遷移率-box-1(HMGB1)升高，并且與胰島素抵抗和炎癥相關。肌醇(MYO)和硫辛酸(ALA)衍生物可能對胰島素敏感性，減少雄激素和改善排卵節律有積極作用。Cirillo等[45]研究了MYO和ALA聯合治療后，PCOS青少年的HMGB1，代謝和內分泌參數的變化。結果表明PCOS青少年血清HMGB1顯著增加，MYO和ALA聯合治療可使HMGB1濃度標準化，并降低胰島素和HOMA-IR。還觀察到17-羥脯氨酸(17-OHP)減少，卵巢體積減小，月經周期改善?？偟膩碚fMYO和ALA聯合治療具有積極的臨床和生化作用。

3 去甲腎上腺素和β2腎上腺素能受體

在PCOS的病因學中，心理壓力已引起越來越多的關注。PCOS患者通常表現出較高的情緒困擾。慢性應激會增強交感神經系統的活動，增加卵巢中去甲腎上腺素(NE)和神經生長因子的釋放，并通過激活β腎上腺素能受體誘導囊性卵泡形成。此外，慢性應激會通過下丘腦-垂體-卵巢軸影響促性腺激素和性激素的分泌，導致卵泡發育異常。逍遙散(XYS)是一種中藥配方，廣泛用于治療婦科疾病和抑郁癥。Hao等[46]的研究表明逍遙散改善了慢性應激誘導的卵泡發育異常，并且抑制NE釋放和β2R表達，表明逍遙散對PCOS的緩解作用與交感神經活動的調節相關。

4 miR-145

miR-145在多種癌癥(例如肝癌、胃癌、乳腺癌和視網膜母細胞瘤)中起著抑癌作用，并被下調。此外，有證據表明，microRNA的失調與PCOS的發病有關。Cai等[47]的研究發現miR-145通過靶向抑制IRS1表達來抑制細胞增殖，進而抑制MAPK/ERK信號通路。進一步的研究發現，高濃度的胰島素會降低miR-145的表達，上調IRS1并促進細胞增殖。這些觀察結果表明，miR-145是改善PCOS中顆粒細胞功能障礙的新型且有希望的分子靶標。

5 結語和展望

綜上所述，多囊卵巢綜合征是目前難治的婦科疾病之一，因為其病因病機復雜且目前尚不明確，涉及的信號通路和分子機制錯綜復雜，很多信號通路之間存在交叉。在治療方面，中醫及西醫都有各自行之有效的方法，很多研究也表明中西醫結合治療效果顯著。但我們需注意的是，到目前為止臨床上并無根治PCOS的辦法，因此對于PCOS的治療手段還有待于進一步的研究與總結。