陳 蘭,曹佩霞
1.南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院(江蘇 南京 210046) 2.常州市中醫(yī)院婦產(chǎn)科(江蘇 常州 213003)
女性出生時約有100萬個卵子,青春期初潮時減至30~50萬,隨著年齡的增長,“卵泡池”逐漸耗竭,但卵巢的儲備功能卻因人而異,血清抑制素B(inhibin B, INHB)、卵泡刺激素( follicle stimulating hormone,FSH)、雌二醇(estradial,E2)、抗苗勒管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)測定及超聲評估竇狀卵泡數(shù)目(antral follicle count ,AFC)等都是目前評估卵巢儲備功能的常用方法。但是以上方法不能早期預測卵巢儲備功能,所以近年來從基因水平,即翼狀螺旋/叉頭轉錄因子2 (forkhead transcription factor2,FOXL2)。FOXL2是1995年Amati等在篩選小瞼裂綜合征致病基因時發(fā)現(xiàn)的,位于3號染色體的3q23區(qū)域,是一個2.7 kb的單外顯子基因,編碼376個氨基酸,預期蛋白屬于翼狀螺旋/叉頭轉錄因子調節(jié)家族,包含一個特定的forkhead DNA結構域(位置在第54~148殘基區(qū)域)和一個與此分離但功能尚未闡明的多聚丙氨酸肽段,四個結構域分別位于35~43之間(多聚甘氨酸)、221~234之間(多聚丙氨酸)、284~292之間(多聚脯氨酸)和301~304之間(多聚丙氨酸)。FOXL2是目前發(fā)現(xiàn)的決定卵巢分化最早的標志性啟動基因,其通過轉錄調控作用調節(jié)靶基因轉錄、蛋白表達,參與顆粒細胞增殖分化,對卵泡發(fā)育、女性生殖具有重要意義。[1]評估卵巢儲備功能的作用倍受關注。本文就FOXL2的臨床應用研究進展作一綜述。
最近Lamba P等[2]通過對照方法測定人、豬及鼠的Fshb/FSHB啟動子對不同激活素的調節(jié)機制時發(fā)現(xiàn)FOXL2在調節(jié)卵泡刺激素β亞基轉錄的激活素中起重要作用。而Kim SY等[3]確定FOXL2的表達與雌激素受體(ER)-α之間有功能聯(lián)系,并發(fā)現(xiàn)ER-α和FOXL2之間存在一個蛋白融合位點以調節(jié)卵巢發(fā)育及卵巢功能。
1.1 FOXL2對卵泡發(fā)育的作用Tang S[4]認為部分瞼裂狹小-倒轉型內眥贅皮-上瞼下垂綜合征(BPES)是由于FOXL2轉錄表達的改變或基因重排導致的遺傳缺陷。FOXL2突變使原始卵泡形成后的卵母細胞周圍的體細胞不能生長增殖,次級卵泡缺乏,導致卵巢功能紊亂。而Pisarska MD等[5]的研究發(fā)現(xiàn)FOXL2的失活能夠增強StAR和其他卵泡分化基因在小卵泡和未成熟卵泡中的表達從而加速卵泡的發(fā)育,導致大量卵泡發(fā)育,繼而發(fā)生卵巢早衰。
有研究發(fā)現(xiàn)FOXL2基因缺陷的小鼠在原始卵泡活化中顯現(xiàn)較多缺陷導致卵泡遺失,而且在性腺發(fā)育和性別決定早期作用中也有體現(xiàn)。已證實FOXL2的mRNA在妊娠8至19周的人類胎兒卵巢中表達,因此性別決定后不久出現(xiàn)原始卵泡發(fā)育。免疫定位顯示FOXL2的表達限于體細胞,即靠近生殖細胞和那些定位在發(fā)育中的卵巢間質細胞。研究表明,發(fā)育中的人類卵巢(即卵泡形成前及期間的卵巢)體細胞中FOXL2基因的表達對這一因素(即人類卵巢發(fā)育的最早階段的體細胞/生殖細胞之間的相互作用)起保護和支持的作用[6]。Führer[7]報道,F(xiàn)OXL2可能具有抗卵泡凋亡作用,據(jù)此分析表達降低的FOXL2可使卵泡凋亡閉鎖加劇,卵巢內卵泡數(shù)目減少導致卵巢儲備功能下降。
基于以上研究發(fā)現(xiàn),無論是FOXL2的突變、失活抑或缺陷均將直接影響卵泡的增殖、分化、發(fā)育及凋亡,從而影響卵巢的正常功能,有時甚至引起卵巢儲備功能下降或卵巢早衰(POF)。
1.2 FOXL2對卵巢顆粒細胞的作用FOXL2是一個已知的對卵巢顆粒細胞發(fā)育起關鍵作用的編碼轉錄因子的基因。[8]Cocquet等[9]報道,F(xiàn)OXL2在性別分化決定前的生殖嵴細胞系開始表達,至成人卵巢顆粒細胞一直高表達。研究顯示,卵巢黃素化顆粒細胞FOXL2表達水平與血清基礎FSH呈負相關,說明隨著FSH升高黃素化顆粒細胞FOXL2表達水平呈下降趨勢,提示FOXL2 mRNA表達減少可反映卵巢儲備功能降低。FOXL2參與卵巢顆粒細胞的增殖、分化和調節(jié)。FOXL2表達水平低下可導致顆粒細胞有絲分裂受阻,而FSH受體僅存在于顆粒細胞上,因此,分裂受阻的顆粒細胞表面FSH受體數(shù)量下降,故在超促排卵過程中卵巢對促排卵藥物如FSH和HMG反應性降低,最終導致募集的卵泡數(shù)量減少。
近年發(fā)現(xiàn)FOXL2的主要生物學作用是促進、調節(jié)顆粒細胞的增殖和分化,是一種非常敏感和特異性的標記物,而且FOXL2在未分化顆粒細胞高度表達,伴隨顆粒細胞趨于成熟而FOXL2表達逐漸降低[10,11],近年的發(fā)現(xiàn)表明顆粒細胞越幼稚FOXL2表達越強。而Andren Vieyra C等[12]研究發(fā)現(xiàn),在卵巢顆粒細胞視網(wǎng)膜母細胞瘤(Rb)基因缺失的情況下,竇前卵泡顆粒細胞分化標記物Inha表達增加,導致FOXL2和Cyp19a1芳香化水平及核受體Nr5a1、Nr5a2、Nr0b1的異常表達降低,促發(fā)卵巢早衰。目前FOXL2對卵巢顆粒細胞的生物學作用已經(jīng)基本明確,但是具體的作用機制仍待進一步探討。
2.1 FOXL2對BPES伴卵巢早衰的作用FOXL2基因突變導致BPES,BPES分為2型,Ⅰ型同時存在眼瞼異常和卵巢早衰,而Ⅱ型僅表現(xiàn)為眼瞼異常。Nallathambi等[13]在對一個五代(包括4位BPES患者)印度家系的研究中觀察到一個新的突變c.684-698dup15,該突變導致結構內的多聚丙氨酸的重復,體外研究顯示,F(xiàn)OXL2-Ala19蛋白在COS-7細胞表達出現(xiàn)更高的細胞質穩(wěn)定性,這是第1次在分子機制上證實Ⅰ型BPES的隱性遺傳。
Harris等[14]對無BPES表現(xiàn)的40個新西蘭和30個斯洛文尼亞POF婦女和100個對照者進行FOXL2基因篩查,首次觀察到2個突變(536C>G、772T>A)和3個無功能活性的多態(tài)性位點,但之后De Baere等[15,16]的研究并未觀察到與單純POF相對應的FOXL2突變基因。而Moumné L等[17]研究發(fā)現(xiàn)FOXL2的丟失會導致單倍體缺失,引起卵泡數(shù)量的減少,導致Ⅰ型BPES伴發(fā)卵巢早衰。通過分析可知FOXL2基因的突變或缺失可致非單純性POF的發(fā)生(如Ⅰ型BPES伴發(fā)卵巢早衰)。
2.2 FOXL2對非BPES卵巢早衰的作用FOXL2基因在哺乳動物卵泡發(fā)育早期的體細胞表達,且在決定生殖年限和人類卵巢衰退方面起著重要作用。[18]Bodega B[19]為了研究卵巢早衰與FOXL2基因突變的關系,采用直接測序法分析了120位表型正常的卵巢早衰患者的FOXL2編碼區(qū),結果顯示240條染色體上FOXL2基因編碼區(qū)無一突變,說明FOXL2編碼區(qū)與無癥狀的卵巢早衰相關性極少。而Oldenburg RA等[20]通過對一個荷蘭家庭的全基因組連鎖掃描確定一小部分常染色體基因突變(例如FOXL2和NOBOX)可作為卵巢早衰的一個病因。雖然FOXL2-β基因引起卵巢早衰的多種病因已被描述,但是大多數(shù)情況下卵巢早衰是特發(fā)性的。這些病因中,F(xiàn)OXL2(如:FOXL2和FOXO3A)與卵巢早衰病理機制(即存在于不同發(fā)育途徑和卵巢生理中的病理機制)相關的基因因素的研究倍受重視。[21]
在對卵巢形成期間爪蟾的W連鎖基因DM-W誘導FOXL2和Cyp19表達的研究中,Okada E等[22]首先驗證在發(fā)育中的性腺中作為雌激素酶P450芳香化酶Cyp19和FOXL2基因是否有雌性的特殊表達。結果表明,在性別決定階段轉基因的ZZ性腺外源性表達顯示一個Cyp19的ZW模式和FOXL2的表達,而且在光滑型爪蟾中DM-W上調Cyp19和FOXL2基因的表達可導致卵巢早衰。
最近幾個關于突變小鼠模型的報道表明[23],卵泡活化使抑制分子的功能受損,包括PTEN、FOXO3a、p27和FOXL2,導致原始卵泡池的早熟和不可逆性激活。而原始卵泡總體激活導致休眠卵泡儲備枯竭,在小鼠中導致卵巢早衰。
Laissue P等[24]在未患BPES的卵巢早衰患者中發(fā)現(xiàn)一個FOXL2變異(p.Gly187Asp)。研究對象的FOXL2-G187D的亞細胞密度雖然是正常的,但是兩個程序啟動子上的反式激活功能測試顯示,與卵巢相關的一個明顯比正常FOXL2上的低。然而,在病人同時患有BPES缺陷的情況下,通過Osr2的啟動子FOXL2-G187D可以強烈激活一個驅動程序,這是通常所說的一個在顱面部區(qū)域的FOXL2的重要靶點。研究數(shù)據(jù)支持無綜合征癥狀的POF暗含F(xiàn)OXL2的變異。
綜上所述,F(xiàn)OXL2對卵泡、卵巢顆粒細胞,以及患或不患BPES的卵巢早衰起重要作用,并從基因水平指導卵巢早衰的診斷和治療。通過它能早期預測卵巢儲備功能,是評估卵巢儲備功能的一項直接指標。而目前對FOXL2在卵泡生長發(fā)育及卵巢早衰中的作用機制尚不十分清楚,且缺乏一個標準化檢測方法,故其應用前景尚需進一步研究。
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