姚婷，楊紅梅，崔立華，孟慶芳

早發(fā)性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）是指女性在40歲以前出現(xiàn)卵巢功能減退，主要表現(xiàn)為月經(jīng)異常（閉經(jīng)、月經(jīng)稀發(fā)或頻發(fā)）、促性腺激素水平升高（卵泡刺激素＞25 U/L）以及雌激素水平波動(dòng)性下降[1-2]，其發(fā)病率約為1%[1]。目前，引起POI的病因包括染色體異常和遺傳缺陷、自身免疫性卵巢損傷、醫(yī)源性損傷（手術(shù)、化療、放療）和環(huán)境因素等[1-2]。哺乳動(dòng)物的卵泡在發(fā)育過程中只有不到1%的卵泡排卵，其余99%的卵泡發(fā)生閉鎖[3]。卵巢儲(chǔ)備功能主要取決于卵巢中剩余卵泡的數(shù)量和質(zhì)量，無論是最初的原始卵泡不足，或是卵泡過多過早閉鎖加速消耗，都會(huì)導(dǎo)致POI和閉經(jīng)。POI的發(fā)病機(jī)制尚不明確，臨床上激素補(bǔ)充療法雖然能改善POI患者的低雌激素癥狀，預(yù)防POI患者的心血管疾病和骨質(zhì)疏松，但是激素補(bǔ)充療法無法恢復(fù)卵巢功能[1]，提高生育能力。目前胚胎冷凍、卵子冷凍和卵巢組織冷凍等生育力保存技術(shù)用于保存POI高風(fēng)險(xiǎn)人群的生育能力[4]，但仍存在控制性卵巢刺激方案需謹(jǐn)慎選擇、卵母細(xì)胞玻璃化凍融后累積活產(chǎn)率較低等問題。自噬（autophagy）通過雙層膜結(jié)構(gòu)囊泡在自噬相關(guān)蛋白的協(xié)同作用下形成自噬體，自噬體包裹吞噬變性壞死的細(xì)胞質(zhì)及受損細(xì)胞器，然后轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體并與溶酶體相融合并被降解，降解成分再次被收集利用[5]。在能量或營(yíng)養(yǎng)缺乏、不良因素刺激下，自噬會(huì)做出積極反應(yīng)，防止細(xì)胞損傷。因此，自噬作為一種重要的維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和能量平衡的機(jī)制，其調(diào)控失衡與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，如腫瘤和免疫性疾病等[6-7]。近年研究發(fā)現(xiàn)卵巢細(xì)胞自噬參與卵泡發(fā)育和閉鎖[8]，并且在POI發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)就自噬在不同病因POI中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期明確不同病因POI的發(fā)病機(jī)制，并通過自噬探索改善不同病因POI患者卵巢功能的方法。

1 自噬與染色體異常POI

POI可由染色體和遺傳缺陷引起，包括染色體異常、脆性X染色體綜合征和常染色體基因突變等。Pati?o等[9]對(duì)69例POI白人女性進(jìn)行了外顯子組測(cè)序，并在33例患者中發(fā)現(xiàn)了49個(gè)與POI潛在相關(guān)基因中的55個(gè)編碼變異，這些基因參與了卵母細(xì)胞減數(shù)分裂、卵泡發(fā)育、顆粒細(xì)胞分化、增殖和排卵等關(guān)鍵生物學(xué)過程。該團(tuán)隊(duì)的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)有2例POI患者的外顯子組測(cè)序結(jié)果顯示自噬相關(guān)基因Atg7（p.Phe403Leu）和Atg9A（p.Arg758Cys）出現(xiàn)嚴(yán)重的錯(cuò)義變異[9-10]。

在原始卵泡池形成之前，自噬是生殖細(xì)胞存活的一個(gè)重要調(diào)節(jié)機(jī)制，自噬能夠幫助生殖細(xì)胞克服新生兒過渡期胎盤營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)中斷、能量驟然減少的狀況，然而，Atg7和Atg9基因突變或缺失導(dǎo)致的自噬損傷會(huì)導(dǎo)致生殖細(xì)胞損失，繼而原始卵泡急劇減少。Gawriluk等[11]發(fā)現(xiàn)，Atg7-/-小鼠圍生期卵巢自噬被完全抑制，并導(dǎo)致其出生后第1天生殖細(xì)胞過度損失。Song等[12]也發(fā)現(xiàn)特異性敲除雌性小鼠自噬誘導(dǎo)基因Atg7導(dǎo)致小鼠生育能力降低，而這種低生育能力是由于原始卵泡嚴(yán)重缺失導(dǎo)致的。另有研究發(fā)現(xiàn)Atg7和Atg9基因變異會(huì)導(dǎo)致人卵巢顆粒細(xì)胞對(duì)饑餓誘導(dǎo)的自噬反應(yīng)能力下降，自噬生物合成減少，從而導(dǎo)致自噬損傷，進(jìn)而影響卵巢功能[10]。

另外，Shao等[13]收集了51例因POI行輔助生殖技術(shù)助孕的患者（POI組）和47例卵泡刺激素＜10 U/L、月經(jīng)規(guī)律、因輸卵管因素或男方因素行輔助生殖技術(shù)助孕的患者（對(duì)照組）卵泡液中的顆粒細(xì)胞，通過對(duì)其中10例POI患者和10例對(duì)照組患者的顆粒細(xì)胞進(jìn)行微陣列分析，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，POI組中有21個(gè)自噬相關(guān)基因表達(dá)下降，其中12個(gè)基因（ATG5、BECN1、SIRT1、TRIM13、VMP1、WDR45、PRKAA1、RB1CC1、SQSTM1、WAC、PIK3C3和WIPI1）在另外24例POI患者和26例對(duì)照組患者中得到驗(yàn)證。該體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沉默人卵巢顆粒細(xì)胞的自噬相關(guān)基因ATG5和BECN1引起人卵巢顆粒細(xì)胞自噬受損以及WT1轉(zhuǎn)錄因子上調(diào)，從而阻止顆粒細(xì)胞分化，這可能是POI的發(fā)病機(jī)制之一。因此，推測(cè)自噬相關(guān)基因突變或缺失導(dǎo)致的自噬損傷可能是POI的潛在致病因素。

2 自噬與自身免疫性POI

目前約4%～30%的POI與自身免疫有關(guān)[14]，POI患者可合并內(nèi)分泌腺體或系統(tǒng)性自身免疫性疾病，包括自身免疫性卵巢炎、腎上腺自身免疫性疾病、橋本甲狀腺炎、毒性彌漫性甲狀腺腫、自身免疫性多腺體綜合征和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等。另有部分自身免疫性POI患者存在細(xì)胞免疫和體液免疫紊亂[14-16]，如患者外周血中效應(yīng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量減少，CD4+CD69+活化T細(xì)胞數(shù)量增加[15]；高達(dá)40%～50%的POI女性至少有一種器官特異性自身抗體呈陽性，最常見的是甲狀腺過氧化物酶抗體和抗甲狀腺球蛋白抗體[16]。

研究表明，自噬參與POI及自身免疫性疾病的發(fā)病過程[8，17]，現(xiàn)以系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）為例說明自噬在自身免疫性POI中的作用。SLE是一種典型的自身免疫性疾病，對(duì)女性生殖系統(tǒng)有重要影響，SLE女性患者發(fā)生POI風(fēng)險(xiǎn)較正常同齡健康女性明顯升高，可能與特異性自身抗體導(dǎo)致的自身免疫性卵巢炎有關(guān)[18]。有研究發(fā)現(xiàn)在狼瘡小鼠的T細(xì)胞和B細(xì)胞，以及SLE患者的外周血單核細(xì)胞中自噬增加[19]，自噬相關(guān)基因哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、BECN1、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（microtubuler associated protein 1 light chain 3，LC3）和P62在SLE患者外周血單核細(xì)胞中差異表達(dá)[20]。狼瘡患者隊(duì)列中的全基因組關(guān)聯(lián)研究將Atg5基因與SLE發(fā)病聯(lián)系起來，提示自噬不足可能與SLE有關(guān)，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)Atg5基因的一些單核苷酸多態(tài)性與狼瘡遺傳易感性有關(guān)[21]，且在狼瘡疾病發(fā)生、發(fā)展過程中，通過抑制自噬可以抑制部分漿細(xì)胞分化和抗體產(chǎn)生，從而減少疾病表型[19]?？梢姡允蓞⑴c自身免疫性POI發(fā)病全過程，自噬、免疫失衡是自身免疫性POI的潛在致病因素。

3 自噬與醫(yī)源性POI

用于治療良惡性疾病的放化療通過直接或間接地?fù)p害卵泡成熟或減少原始卵泡數(shù)量而引起POI，是導(dǎo)致醫(yī)源性POI的最常見原因。順鉑、環(huán)磷酰胺等烷化劑類化療藥物已被證實(shí)對(duì)兒童和成年人都具有性腺毒性。因此，順鉑和環(huán)磷酰胺常被用于建立卵巢功能減退、POI、卵巢早衰的動(dòng)物模型及相關(guān)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究醫(yī)源性POI的發(fā)病機(jī)制，并尋找改善醫(yī)源性POI卵巢功能的有效方法。

順鉑屬于細(xì)胞毒性藥物，主要通過抑制DNA復(fù)制殺死腫瘤細(xì)胞，對(duì)卵巢組織的損傷主要集中在破壞增殖的顆粒細(xì)胞。Wu等[22]通過建立順鉑誘導(dǎo)的小鼠POI模型及體外順鉑刺激卵巢顆粒細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)現(xiàn)，順鉑通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘發(fā)顆粒細(xì)胞自噬，破壞成熟和發(fā)育中的卵泡，并致使閉鎖卵泡增多，最終導(dǎo)致POI。另有研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞源性微泡可通過改善自噬水平，在一定程度上修復(fù)順鉑所致POI的卵巢功能[23]。

目前關(guān)于POI、卵泡發(fā)育和閉鎖的研究主要集中在顆粒細(xì)胞和卵母細(xì)胞對(duì)卵巢功能的影響，很少有關(guān)于卵巢膜間質(zhì)細(xì)胞（theca-interstitial cell，TIC）對(duì)卵巢功能影響的報(bào)道。Lu等[24]的體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，順鉑可以引起TIC氧化應(yīng)激并產(chǎn)生過量活性氧（reactive oxygen species，ROS），ROS通過單磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）/mTOR信號(hào)通路引起自噬水平升高，最終引起POI，而人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過降低氧化應(yīng)激和調(diào)節(jié)AMPK/mTOR信號(hào)通路降低TIC的自噬水平，從而減少TIC凋亡，并改善卵巢功能。

另有體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)磷酰胺的細(xì)胞毒性代謝物4-過氧環(huán)磷酰胺可以刺激顆粒細(xì)胞產(chǎn)生ROS，降低顆粒細(xì)胞活力，增加顆粒細(xì)胞自噬水平，促進(jìn)顆粒細(xì)胞凋亡[25]；環(huán)磷酰胺的另一細(xì)胞毒性代謝物磷酰胺氮芥可以激活顆粒細(xì)胞自噬/溶酶體降解途徑，誘導(dǎo)卵巢顆粒細(xì)胞損傷，促進(jìn)顆粒細(xì)胞凋亡[26]。環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)卵巢功能減退小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)磷酰胺顯著降低小鼠血清抗苗勒管激素水平，小鼠卵巢蘇木精-伊紅染色顯示其始基卵泡、初級(jí)卵泡和次級(jí)卵泡數(shù)量顯著減少，顆粒細(xì)胞層較少，閉鎖卵泡數(shù)量增加，自噬相關(guān)基因BECN1、LC3B和Atg7的mRNA水平顯著升高，P62 mRNA水平顯著降低，提示環(huán)磷酰胺通過激活小鼠卵巢內(nèi)自噬水平損傷卵巢，從而導(dǎo)致卵巢功能減退，甚至POI的發(fā)生，而中藥麒麟丸可通過負(fù)向調(diào)節(jié)過高的自噬水平發(fā)揮保護(hù)卵巢儲(chǔ)備功能的作用[27]。

4 自噬與環(huán)境因素相關(guān)POI

目前尚無直接證據(jù)證明環(huán)境污染物與POI發(fā)病有關(guān)，但環(huán)境污染給女性生殖健康帶來極大的危害，環(huán)境污染物主要通過干擾內(nèi)分泌合成代謝和氧化應(yīng)激等形式影響卵巢功能[28-29]，可以導(dǎo)致卵泡閉鎖增多、原始卵泡池減少以及卵泡發(fā)育受阻[30]。POI的本質(zhì)是卵泡數(shù)量減少和卵泡質(zhì)量下降導(dǎo)致卵巢功能衰退，因此環(huán)境污染物是POI發(fā)病的潛在因素，有必要進(jìn)一步探討環(huán)境污染物導(dǎo)致POI的發(fā)病機(jī)制。

環(huán)境污染物包括香煙煙霧、重金屬、殺蟲劑和內(nèi)分泌干擾物等，其中香煙煙霧可能是潛在的女性最容易接觸到的有毒有害環(huán)境污染物。香煙煙霧與吸煙所致卵巢損害最為密切，暴露于香煙煙霧可以減小卵巢體積、減少原始卵泡數(shù)量、降低卵巢儲(chǔ)備以及卵母細(xì)胞的功能和活力、延緩卵泡發(fā)育[31]。有研究發(fā)現(xiàn)暴露于香煙煙霧的小鼠卵巢中的自噬體增加，自噬關(guān)鍵調(diào)控基因BECN1和LC3表達(dá)增加，提示香煙煙霧激活了自噬途徑，且香煙煙霧可導(dǎo)致線粒體損傷和功能障礙，最終導(dǎo)致卵泡減少[32]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)暴露于香煙煙霧可以誘導(dǎo)氧化應(yīng)激[33]，使AMPK蛋白表達(dá)升高，并通過AMPK途徑誘導(dǎo)自噬，另外香煙煙霧還可通過抑制蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/mTOR信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬[34-35]。推測(cè)自噬過程在香煙煙霧作用后的卵巢損害中發(fā)揮重要作用，自噬途徑的激活是香煙煙霧誘導(dǎo)POI的關(guān)鍵原因。

5 結(jié)語

自噬通過積極響應(yīng)細(xì)胞遭受的不良刺激維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和能量平衡，自噬相關(guān)基因突變導(dǎo)致自噬功能缺陷和不良因素（如自身免疫性疾病、化療損傷和環(huán)境污染等）引起的自噬過度激活都會(huì)損傷卵巢正常功能，促使卵泡大量丟失，從而導(dǎo)致POI。順鉑、環(huán)磷酰胺等化療藥物通過自噬影響醫(yī)源性POI的卵巢功能，中藥和間充質(zhì)干細(xì)胞及其外泌體可以通過調(diào)節(jié)自噬水平改善POI的卵巢功能，但仍需進(jìn)一步研究其具體機(jī)制，以便于在臨床實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證。但是目前半數(shù)以上POI的原因不明且治療手段有限，自噬是否也參與了特發(fā)性POI的發(fā)病過程，直接調(diào)控自噬水平的治療方式是否可以用于POI治療，有待于臨床和基礎(chǔ)研究進(jìn)一步探討。