凝血酶敏感蛋白-1與多囊卵巢綜合征血管生成的研究進展

張婷，王超，張玉紅，王芳芳，劉羽，劉寧，田婷婷，劉梅梅

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院婦產科，哈爾濱 150081)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是一種常見的育齡婦女內分泌疾病，影響4%～21%的育齡期女性，PCOS患者約占無排卵性不孕癥患者的75%[1-2]。PCOS以慢性無排卵、臨床或生化高雄激素血癥、多囊卵巢形態為特征[3]。研究表明，PCOS除引起不孕癥外，還可引起其他系統并發癥，如心血管疾病、代謝綜合征、2型糖尿病和子宮內膜癌等[4]。PCOS是一種由遺傳、內分泌和環境等因素共同所致的疾病[5]。在女性生殖系統中，卵巢周期性血管生成和消退對于適當的卵泡發育、排卵和黃體形成均非常重要。研究發現，PCOS患者的卵巢存在血管生成異常[4]。彩色多普勒超聲顯示，PCOS患者卵巢增大、卵巢間質血管化和搏動指數增加、阻力指數降低[6]，為PCOS患者卵巢血流異常提供了有力證據。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是重要的血管生成標志物，可促進內皮細胞增殖、遷移，增加血管通透性。研究顯示，PCOS患者卵巢VEGF水平升高[7]。同時，PCOS患者血清凝血酶敏感蛋白-1(thrombospondin-1，TSP-1)水平降低，參與PCOS患者卵巢異常血管生成的調節[8-9]。因此，針對TSP-1的靶向血管生成治療可能是治療PCOS的新途徑。現就TSP-1與PCOS血管生成的研究進展予以綜述。

1 TSP-1的結構與功能

TSP-1是首個被發現的天然血管生成抑制劑，也是人類血小板的主要成分[10]。TSP-1由6個結構域組成，包括N端、凝集素樣球狀C端、前膠原同源區以及Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型重復序列[11]。研究發現，TSP-1缺失的小鼠腫瘤生長更快、血管生成增加，而過表達TSP-1可減少轉基因小鼠傷口愈合過程中發生的血管生成反應[12]，表明TSP-1在調節血管生長中發揮重要作用。

TSP-1具有多種功能，如介導細胞增殖、遷移和凋亡，還可在某些生理病理條件下發揮抗炎和抗血管生成作用[13]。TSP-1的Ⅰ型重復序列(type Ⅰ repeats，TSR1)是目前研究最多的抗血管生成結構域[11]。TSP-1可通過TSR1與CD36結合，抑制內皮細胞遷移并促進其凋亡，從而抑制血管生成[14]。研究發現，TSP-1與CD36相互作用觸發信號級聯反應，增加Fyn的磷酸化水平，進而通過激活胱天蛋白酶3和p38促分裂原活化的蛋白激酶形成促凋亡復合物，誘導內皮細胞凋亡，發揮抗血管生成作用；研究還發現，富含組氨酸糖蛋白可阻斷CD36與TSP-1的結合，抑制TSP-1的抗血管活性[15]。還有研究發現，敲除富含組氨酸糖蛋白基因的Lewis肺癌模型小鼠腫瘤體積顯著低于野生型和CD36基因敲除小鼠，同時其血管密度也顯著低于CD36基因敲除和野生型小鼠[16]。這一發現表明CD36的存在對于TSP-1的抗血管生成活性非常重要。此外，TSP-1的C端結構域與CD47相互作用也可發揮抗血管生成作用[17]。然而，并不是所有的TSP-1結構域均可抑制血管生成，其N端具有促進血管生成活性，但由于完整的TSP-1可抑制血管生成，因此其N端結構域的促血管生成活性可能被其他結構域的抗血管生成活性掩蓋[12]。以上研究表明，TSP-1在抑制血管生成方面具有重要作用，而CD36是其發揮抗血管生成作用的重要受體蛋白。

2 TSP-1與PCOS卵巢血管生成

正常組織和病理結構的生長依賴于新生血管輸送營養與清除代謝廢物[18]。成人卵巢的特點是廣泛的、周期性的血管生成和消退。卵巢依賴于新生血管網絡使卵泡和黃體獲得氧氣、營養物質及激素支持。異常血管生成參與病理性卵巢的發生發展，包括PCOS、卵巢癌以及卵巢過度刺激綜合征等[19]。研究發現，PCOS進展與血管生成因子失調顯著相關[20]。抗血管生成因子TSP-1可通過多種機制抑制PCOS患者的血管生成，主要包括與其他血管生成因子、炎癥因子等相互作用發揮抗血管生成作用以及參與卵泡發育過程導致PCOS患者出現排卵異常和不孕癥等[21]。

2.1PCOS卵巢血管生成 PCOS的形態特征包括異常的血管生成和小的無排卵性竇前卵泡積聚(卵泡閉鎖減少)[22]。1995年，Zaidi等[23]首次報道彩色超聲和脈沖多普勒超聲檢測到PCOS患者卵巢間質血流速度顯著增加。此外，與健康對照者相比，PCOS患者卵巢間質血管形成增加[4]，表明PCOS患者卵巢確實存在異常血管化，而這些異常的血管化可導致PCOS患者無排卵、多囊狀態等臨床表現。血管生成是一個復雜的多步驟過程，涉及細胞外基質降解、內皮細胞遷移和增殖以及重組為管狀結構，而卵巢內促血管生成因子與抗血管生成因子之間的協同作用可調節血管生成過程[24-25]，因此，血管生成因子失調可導致卵巢血管異常生成。

研究證明，PCOS患者血清TSP-1水平降低，而TSP-1在抑制卵巢血管異常生成中具有重要作用[9，24]。TSP-1的抗血管生成作用通過表達于血管內皮細胞的CD36和CD47受體直接傳遞，從而調節血管內皮細胞的遷移、增殖和凋亡，抑制新生血管的生成[26]。此外，TSP-1基因缺失小鼠卵巢血管密度增加3倍[18]。另有研究發現，鋅指基因217是PCOS的易感基因，可通過調節芳香化酶的表達促進雌二醇合成并調控TSP-1表達，鋅指基因217過表達可顯著降低TSP-1信使RNA水平[27]。但具體作用機制目前尚不明確，還有待進一步研究。

2.2TSP-1與血管生成相關因子 研究發現，VEGF可刺激內皮細胞增殖、遷移和存活[7，24]。此外，PCOS患者血清VEGF水平顯著升高，而血清TSP-1水平顯著降低[24]。Garside等[28]通過TSP-1與VEGF組合培養的顆粒細胞研究兩者在血管生成中的相互作用，結果發現，用VEGF處理可減輕TSP-1誘導的抗血管生成作用，提示TSP-1可通過抑制VEGF活性抑制血管生成。也有證據表明，TSP-1可阻斷VEGF信號轉導，在TSP-1存在的情況下，CD36可與VEGF受體2相互作用并形成受體復合物，從而抑制VEGF對VEGF受體2的磷酸化[29]。此外，TSP-1還可通過其他關鍵的信號通路發揮其抗血管生成作用。如TSP-1通過結合CD47阻斷CD47與VEGF受體2的相互作用，從而抑制VEGF受體2磷酸化及其下游的信號轉導[30]。TSP-1還可通過脂蛋白受體相關蛋白依賴機制結合VEGF并參與其清除，從而降低VEGF的生物利用度，抑制卵泡血管生成[21]。研究發現，TSP-1基因敲除小鼠卵巢VEGF水平顯著增加、血管增多，同時卵巢形態發生改變[18]，提示卵巢VEGF水平升高可能是導致TSP-1基因敲除小鼠卵巢過度血管化的原因之一。以上研究表明，TSP-1通過與VEGF及其受體相互作用抑制VEGF的活性和卵巢血管生成。

轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)是一種強有力的血管生成因子，其在PCOS病理生理學中的作用通過血管生成的改變和對血管系統的影響介導[31]。研究發現，在血管生成和血管增加支持下，PCOS患者卵巢間質和膜中膠原沉積增加、血清TGF-β1水平升高，但卵泡液中的TGF-β1水平與健康對照者比較差異無統計學意義[32]。TGF-β1的分泌以一種不活躍的潛伏形式存在，在高爾基復合體中，無活性的、潛伏的TGF-β1被呋喃蛋白酶切割形成二聚體TGF-β1，二聚體TGF-β1通過與整合素、TSP-1和蛋白酶相互作用而被激活[33]。另有研究發現，TSP-1可通過TSR1的KRFK序列與潛伏期相關蛋白上的同源Leu-Ser-Lys-Leu序列相互作用，釋放具有生物活性的TGF-β1，從而介導潛伏的TGF-β1激活[34]。以上研究表明，TSP-1可通過與TGF-β1相互作用發揮血管調控功能。

基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是細胞外基質降解的關鍵因子，而細胞外基質降解是血管生成過程的第一步，MMP-2和MMP-9均是這一過程所必需的[35]。Dambala等[36]研究發現，PCOS患者血清內脂素、VEGF和MMP-9水平均高于健康對照者。還有研究發現，TSP-1可通過調控p38促分裂原活化的蛋白激酶磷酸化抑制MMP-9活性，進而抑制內皮細胞遷移和血管生成[26,37-38]。此外，TSP1與脂蛋白受體相關蛋白結合也是清除MMPs的重要機制[21]。另有研究表明，TSP-1缺乏可導致MMP-9水平升高，而MMP-9可通過釋放細胞外基質中的VEGF促進血管生成[39]。臨床試驗表明，PCOS患者心血管疾病風險增加與內皮功能障礙密切相關，而MMP-9與PCOS患者內皮功能障礙顯著相關[36]。另有觀點認為，MMP-9參與卵泡閉鎖和黃體退化，而PCOS患者MMP-9水平升高還可能與卵巢細胞外基質重構異常、多發性囊腫形成、卵泡閉鎖以及慢性無排卵有關[40]。綜上，MMP-9通過多種途徑參與PCOS的病理生理改變，其血管生成功能通過TSP-1抑制MMP-9的活性實現。

還有證據表明，PCOS與慢性炎癥有關，而慢性炎癥又可能導致卵巢組織中的血管生成異常[24]。PCOS與低度全身炎癥有關，表現為炎癥標志物(如C反應蛋白、白細胞介素-18、單核細胞趨化蛋白-1)水平和白細胞計數升高以及內皮功能障礙、氧化應激增加[41]。Liu等[9]研究表明，無論PCOS患者是否肥胖，其TGF-β1、核因子κB水平均顯著升高，而TSP-1水平均顯著降低，核因子κB是一種重要的轉錄因子，參與炎癥的啟動、細胞的凋亡以及應激等過程。TSP-1可通過與CD47結合抑制一氧化氮-鳥苷酸環化酶信號通路，從而阻斷白細胞與內皮細胞的黏附和激活，減少炎性血管生成[42]。TSP-1還可通過控制TGF-β1與細胞外失活劑的相互作用控制活性TGF-β1的生物利用度，而TGF-β1已被證明具有一定的促炎作用[43]。綜上，TSP-1可通過多種途徑參與PCOS的炎癥反應過程。

2.3TSP-1與PCOS卵泡發育異常 PCOS等疾病引起的排卵失調或不排卵是女性不孕的重要因素[33]。研究表明，慢性無排卵是PCOS的臨床特征之一，當PCOS患者卵泡直徑達到7 mm時，卵泡就會停止生長，這種不能形成優勢卵泡的情況可導致無排卵和不孕[22]。卵巢的卵泡形成受內分泌、旁分泌和自分泌因素的調節，同時卵泡的生長還需要充足的血液供應[28]。卵泡發生、排卵以及黃體發育過程中的生理性血管生成均需要血管生成因子的協同作用[19]。研究表明，卵泡發育異常與TSP-1介導的血管生成異常相關，在體外，TSP-1可通過阻斷大鼠血管生成并誘導卵泡顆粒細胞凋亡影響大鼠卵泡的生長進程；在體內，猴卵巢卵泡閉鎖期間TSP-1水平增加[44]，表明TSP-1可能通過抑制卵泡血管生成參與卵泡閉鎖。然而，通過研究大鼠、牛和恒河猴模型發現，隨著卵泡發育的進行，TSP-1和CD36的表達均降低[28]，表明TSP-1和CD36可抑制卵泡發育早期的血管生成。發育中的卵泡產生越來越多的雌二醇，而雌二醇可通過調節CD36的表達使TSP-1水平降低，減弱其對血管生成的抑制作用[27-28]。因此，雌二醇可能在卵泡發育過程中起抑制TSP-1表達的作用。另有研究表明，TSP-1雖然對恒河猴排卵周期中優勢卵泡的出現無影響，但TSP-1模擬肽可阻斷發育中卵泡的血管生成并增加竇前和早期竇卵泡的閉鎖[45]，表明TSP-1可通過抑制卵泡血管生成影響卵泡發育，增加早期竇卵泡的閉鎖，從而改善PCOS的多囊狀態。

3 TSP-1在PCOS治療中的潛力

PCOS以血管生成異常、小的無排卵性竇卵泡堆積、卵泡閉鎖減少為主要特征[22]。目前，對于PCOS的治療主要集中于改善臨床癥狀、提高患者生育能力、減少遠期并發癥方面，包括使用口服避孕藥抑制促性腺激素分泌以調節月經周期并降低雄激素水平、使用促排卵藥物誘發排卵解決生育問題、使用胰島素增敏藥物(如二甲雙胍)進行減肥以改善代謝障礙[46-47]。研究表明，卵泡發育和排卵障礙均與卵巢血管形成有關[48]。而針對PCOS患者血管異常生成方面的治療仍處于研究階段。腹腔鏡卵巢透熱療法可改善或恢復周期卵巢功能，并可使排卵正常化>6個月[49]。但腹腔鏡卵巢透熱療法的工作原理目前尚不清楚，可能與PCOS患者VEGF的循環濃度降低有關[50]。另有研究表明，約1/3接受9年腹腔鏡下卵巢打孔術治療的PCOS患者月經周期和生殖能力均長期改善，同時卵巢間質血流指數顯著降低[51]。若卵巢血管破壞是卵泡閉鎖和卵巢功能改善的原因，則抗血管生成內科治療將成為新的治療靶點，而VEGF、TSP-1等血管生成相關因子也將發揮治療潛力[52]。

既往研究表明，應用VEGF受體抑制劑治療可部分恢復脫氫表雄酮誘導的PCOS大鼠小卵泡堆積，減少囊腫形成，促進排卵與卵泡發育[53]。給予PCOS大鼠腹腔注射TSP-1發現，大鼠血清性激素紊亂以及卵巢排卵功能、組織形態均顯著改善[54]。以上證據表明，抗血管生成治療對于改善PCOS癥狀具有積極意義。有研究發現，PCOS患者服用二甲雙胍6個月后，血管生成顯著減少，血清TSP-1水平顯著升高[8]。Liu等[55]研究表明，用口服避孕藥炔雌醇環丙孕酮片治療的PCOS患者卵巢血管生成減少、TSP-1水平顯著升高。以上研究表明，TSP-1可改善PCOS的異常血管生成。因此，臨床可通過多種途徑影響TSP-1的表達，達到改善或治療PCOS的目的。

TSP-1已被證實在PCOS患者卵巢血管異常和卵泡發育中起重要作用[28,45]，其抗血管生成作用依賴于組成中的肽片段，如TSR1具有顯著的抗血管生成作用，因此TSP-1片段、合成肽和多肽模擬物均可用于臨床PCOS的治療[56]。Garside等[44]發現一種TSP-1的八肽模擬物——ABT-898，ABT-898可使獼猴竇卵泡的血管生成減少、卵泡期閉鎖率增加，且不會阻止優勢卵泡的出現。卵泡的生長需要維持血液供應，而VEGF與TSP-1間的平衡在調節卵巢血管生成中起重要作用，補充VEGF可促進優勢卵泡的生長[52]。由于ABT-898具有抑制卵泡血管生成和促進有腔卵泡閉鎖的雙重作用，因此可作為抑制PCOS患者異常血管生成、誘導卵泡閉鎖的新療法。

4 小 結

血管生成異常是PCOS病理生理學的核心特征，可引起小的無排卵性竇卵泡堆積、卵泡閉鎖減少，進而導致無排卵性不孕癥，嚴重影響女性生育健康。而TSP-1可通過促進PCOS患者排卵和卵泡發育、改善卵巢血管異常生成，從根本上改善PCOS患者癥狀、促進患者排卵并提高其生育能力。目前，針對TSP-1-CD36抗血管生成作用的藥物已進入臨床試驗階段[57]。因此，未來可進一步研究闡明TSP-1在PCOS血管生成中的具體分子機制，從而通過促進TSP-1蛋白的表達、抑制PCOS卵巢局部異常血管生成，改善PCOS多囊狀態，為PCOS患者提供新的治療方法。