治疗多囊卵巢综合征药物作用通路及靶点的研究进展

胡婕，黄芳

(中国药科大学中药学院中药药理与中医药学系，江苏 南京 211198)

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种异质性疾病，大约会影响6%至20%的育龄妇女。这是该年龄段女性中最常见的内分泌疾病[1]。根据鹿特丹诊断标准[2]。要诊断为PCOS的女性必须表现出以下3个特征中的两个：①临床和/或生化雄激素过多；②排卵少或无排卵；③超声检查的多囊卵巢形态(PCOM)。PCOS可能伴有很多并发症，如激素和生殖功能紊乱，包括黄体生成素(LH)过量、雄激素过多、卵泡发育异常、生育力降低和流产风险增加[3]；此外，它还与肥胖、代谢综合征、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、肝脂肪变性和血脂异常有关[4]。由于PCOS的普遍性及其对健康的显著影响，我们需探寻安全有效的治疗药物。

在这篇文章中，我们将介绍目前发现的药物作用通路及靶点并对其进行分析，期望能发现更好的治疗PCOS的药物，为改善患者的生活质量提供思路。

1 胰岛素信号通路

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种代谢紊乱性疾病，在PCOS发病机制中，胰岛素抵抗(IR)起着重要作用，大约50%～70%的PCOS患者存在IR。主要的胰岛素信号传导通路有两条，①磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路；②丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(MAPK/ERK)通路。它们在调节代谢、调控细胞生存与凋亡等方面起着重要作用。任何一个胰岛素信号传导途径中的环节受损都可导致胰岛素抵抗。

1.1 磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路 在涉及卵泡和卵子发生调节的各种信号通路中[5]，具有许多分支的PI3K/AKT信号通路似乎是主要的非促性腺的卵泡分化，生长和存活的调节因子。该途径中各种基因的缺失可导致卵巢早衰(POF)和不育，这些都表明其对卵巢功能具有的重要作用。因此，目前很多药物都通过作用于PI3K/AKT信号通路来实现改善和治疗PCOS的作用。

胰岛素信号通路依赖于胰岛素受体底物(IRS)、PI3K和AKT等多种信号的传导，是葡糖转运蛋白4(GLUT4)表达和定位的关键调控因子，从而调节细胞葡萄糖摄入。先前的研究表明[6]，抑制正常的IRS激活和下游PI3K/AKT信号传导会损害正常的GLUT4定位及细胞对葡萄糖的摄取。也有报道称[7]PI3K/AKT信号在PCOS的病理中起作用，至少部分原因是GLUT4表达降低。小檗碱是一种在多种植物中存在的异喹啉化合物，用于治疗代谢紊乱和不育症等多种疾病[8]。Wang等[9]的研究均表明小檗碱可增加IRS和GLUT4的表达，激活PI3K/AKT信号传导，减轻胰岛素抵抗，改善模型组大鼠的PCOS症状。有人认为PCOS患者的人工授精胚胎植入失败、反复流产和自然流产的原因至少部分是由于子宫内膜葡萄糖代谢异常引起的[10]。Zhang等[11]还发现，睾丸激素治疗可导致人子宫内膜上皮细胞中GLUT4蛋白水平降低。已知PI3K/AKT/mTOR信号转导途径位于胰岛素介导的胰岛素受体信号转导的下游，AKT参与胰岛素刺激的葡萄糖转运过程，并通过直接磷酸化mTOR促进细胞生长、增殖和代谢。研究表明[12]，体内患有子宫内膜增生的PCOS患者AKT磷酸化增加。Shao等[13]证明二甲双胍诱导GLUT4表达并抑制雄激素受体(AR)表达，且在增生的子宫内膜中阻断PI3K/AKT/mTOR信号传导。这些数据以及其他研究提示，二甲双胍在患有子宫内膜疾病的PCOS患者中进行临床试验的可行性。

FOXO1作为转录调节因子，受PI3K/AKT磷酸化调节，是胰岛素(INS)/胰岛素样生长因子-1(IGF-1)信号通路下游的关键分子之一，在新陈代谢、细胞增殖、细胞存活及氧化应激反应等生物进程中起着重要作用。有研究表明[14]，Apelin通过活化信号蛋白AKT上调下游基因FOXO1a mRNA与蛋白的表达，进而影响颗粒细胞的增殖效应。杨海燕[15]研究表明，胰高糖素样肽-1(GLP-1)类似物利拉鲁肽干预后可部分恢复PCOS大鼠的动情周期、降低血清LH、降低空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)以及改善胰岛素抵抗，并通过PI3K抑制剂LY294002的干预实验证实了利拉鲁肽通过激活卵巢PI3K/AKT/FOXO1信号通路起上述作用，为临床治疗PCOS提供潜在的作用靶标及理论基础。

越来越多的证据表明，增加多不饱和脂肪酸(PUFA)的摄入量会对人体健康产生积极影响。因此[16]，PUFAs目前在临床上被用作营养补充剂，以提高生育能力，尤其是患有PCOS的女性。一些报告和临床研究[17]表明，omega-3可以增加胰岛素敏感性和血浆脂联素水平，降低高胰岛素血症，降低血浆甘油三酸酯，减少炎症和肥胖的发生。Hu等[18]的研究发现omega-3调节CYP51表达和类固醇生成是由PI3K/AKT信号通路的激活介导的。这些结果进一步支持了omega-3脂肪酸对PCOS的保护作用。天然植物提取物作为膳食补充剂或药物，由于其优异的治疗性能和较低的不良反应已在医疗保健行业应用多年[19]。七叶皂苷钠(SA)是从欧洲七叶树(Aesculus hippocastanum)种子中提取的一种三萜皂角苷，并且SA的治疗效果，如抗氧化、减轻炎症反应、减轻组织水肿和恢复血管通透性已得到了讨论。Zhang等[20-21]的研究表明，SA不仅可以有效改善大鼠糖尿病模型的伤口愈合过程，而且在甲基对硫磷所致大鼠肝损伤模型中可能具有肝脏保护作用。Chen等[22]探索了SA在PCOS上的应用。结果表明，SA的治疗不仅改善了卵巢的形态学特征，降低血清睾丸激素水平和LH/FSH的比率，还可以通过调节PI3K/AKT/GSK3β信号传导途径的磷酸化来逆转IR。这些数据说明SA有潜力成为治疗PCOS的有效药物。

对于PCOS，中医学对其病因病机的认识有独到的看法，运用中药治疗PCOS也积累了很多临床经验。很多中药复方也可以通过PI3K/AKT通路改善PCOS症状。Wang等[23]的研究表明首乌僵芪汤高剂量组能够改善大鼠卵巢多囊样改变、IR及排卵障碍；能够降低大鼠血清睾酮(T)、LH、FBG、FINS水平，逆转其内分泌紊乱状态；能逆转肝脏和卵巢组织IRS-1 mRNA及蛋白的表达下降，显著降低肝脏和卵巢组织IRS-1 Ser307磷酸化水平并增加肝脏和卵巢组织PI3Kp85 mRNA及蛋白的表达。经验方荷芪散[24]以及疏肝健脾方药[25]均可通过作用于PI3K/AKT信号通路的相关因子，上调IRS-1、AKT-2、GSK3β、GLUT4等基因表达，改善大鼠的糖代谢，降低胰岛素水平，调整激素紊乱状态。此外津力达颗粒[26]通过提高PI3K、AKT、GLUT4 mRNA的表达，增加PI3K、AKT、GLUT4蛋白合成，改善大鼠多囊样变和胰岛素抵抗，且与二甲双胍联用时，改善胰岛素抵抗作用更强。也有研究表明[27]，针药联合改善PCOS-IR模型大鼠生殖内分泌水平以及胰岛素抵抗情况，可能与PI3K/AKT信号通路的调控有关。

1.2 丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(MAPK/ERK)通路 MAPK/ERK1/2依赖性途径涉及由排卵前卵泡中的LH激增诱导的几个关键过程。这些过程包括卵母细胞恢复减数分裂，卵丘扩张，卵泡中的基因表达以及卵泡内间隙连接的破坏。目前，多数学者认为IR的发生存在PI3K/AKT通路缺陷的同时伴随MAPK/ERK通路的异常激活，这两条通路间相互作用，但两条通路间并非单纯拮抗关系，正常情况下两条通路各司其职，一旦一条通路因某些病理刺激发生异常，通过级联的网络通路中交叉分子的传递，另一条信号通路也会受到影响，推测MAPK/ERK途径的异常激活可以加剧或者导致PI3K/AKT途径障碍，导致卵巢局部能量供应发生异常，出现卵巢IR，影响卵子的发育、成熟及排放，出现PCOS的各种临床症状和体征[28]。李臻[29]和马文聪[30]的研究表明，ERK抑制剂FR180204和P38/MAPK通路的抑制剂SB203580在使用后分别在一定程度上抑制PCOS卵巢颗粒细胞血管内皮生长因子(VEGF)的过度表达，改善卵巢颗粒细胞糖代谢通路，从而改善胰岛素抵抗的状态。

心钠肽(ANP)主要由心房肌细胞分泌，在调节血压、盐和水平衡以及体液稳态方面起着至关重要的作用。除心房肌细胞外，还在卵巢卵母细胞，颗粒细胞和黄体中发现了ANP的存在。卵巢衍生的ANP还可以通过自分泌或旁分泌的方式调节卵巢功能，例如卵泡生长和激素生成[31]。综上所述，我们假设ANP可能是PCOS的一种新型治疗方案。Zheng等[32]的研究表明，ANP对卵巢功能的促进作用是通过形成NPRA/PGRMC1/EGFR复合物介导的，该复合物进一步激活了MAPK/ERK信号传导和转录因子AP1。此外，ANP处理可逆转PCOS症状，并改善RU486诱导的PCOS大鼠的生育能力。

孕激素(P4)是女性生殖组织中一个重要的促成因素，它调节着多个生理过程，如月经周期、着床、维持妊娠和分娩。有两种主要的孕激素受体(PGR)亚型，即PGRA和PGRB，两者均参与子宫细胞特异性增殖和分化。研究表明[33]，二甲双胍能直接抑制PCOS大鼠中子宫PGR亚型的表达，同时纠正以PGR为靶标和着床相关基因的异常表达。PGR表达增加与MAPK/ERK/p38信号通路的抑制有关，二甲双胍治疗的主要作用是恢复PCOS样大鼠子宫中的MAPK/p38信号通路。此研究结果为二甲双胍治疗患有子宫功能障碍及P4耐药的PCOS患者中的临床意义提供了支持。

苍附导痰汤作为健脾祛痰药方，在多囊卵巢综合征的治疗上具有很好效果，而近年研究发现，温针刺对多囊卵巢综合征的治疗效果显著。因此姜晓琳等[34]的研究将温针刺与健脾祛痰方联合使用，观察到其可以通过抑制MAPK/ERK信号通路的激活，进而抑制IRS-1丝氨酸磷酸化，促进其酪氨酸磷酸化，进而提高胰岛素敏感性，对体重正常型多囊卵巢综合征患者有着明显的治疗效果。

2 炎症相关信号通路及炎症因子

2.1 炎症相关信号通路 腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是参与调节细胞能量代谢的关键激酶，可通过沉默信息调节因子1(silent information regulator of transcription 1,SIRT1)依赖的途径发挥抗炎效应。Tao等[35]的研究发现，运用AMPK活化剂5-氨基咪唑-4-甲酰胺1-β-D-呋喃酮(AICAR)治疗后，AMPKα-SIRT1途径被激活，PCOS小鼠的IR状态改善，发情周期恢复正常，且这些积极的治疗作用可被选择性的AMPK抑制剂化合物C(CC)阻断。此外Tao等[36]随后的研究还发现二甲双胍和艾塞那肽均可通过AMPKα-SIRT1途径改善PCOS大鼠的生殖和内分泌功能。因此，AMPKα-SIRT1信号通路可能与PCOS中IR的分子机制有关，并且可以作为潜在治疗的靶点，改善代谢和生殖功能。

Toll样受体4( Toll-like receptor-4，TLR-4) 是机体的一种天然免疫受体，被革兰阴性菌外膜脂多糖等刺激活化后，经过一系列磷酸化作用，可激活NF-κB信号通路，从而参与了细胞凋亡、炎症反应、氧化应激等过程。近些年实验研究表明，卵巢组织或外周血中亦有TLR-4/NF-κB蛋白的表达，并且与胰岛素抵抗、内分泌紊乱和糖代谢异常关系密切。Wang等[37]的研究表明槲皮素通过抑制NADPH氧化酶亚基p22phox、ox-LDL和TLR-4的表达，从而抑制TLR-4/NF-κB信号传导途径，降低胰岛素抵抗。姚知林等[38-39]都探究了二甲双胍和中药复方联合应用的作用机制。结果表明二甲双胍联合补肾化痰方或膈下逐瘀汤均能够显著改善PCOS雌鼠胰岛素抵抗和糖代谢异常状态，其机制可能与下调TLR-4/NF-κB炎性信号通路，降低下游IL-6和TNF-α等炎性细胞因子表达，抑制氧化应激有关。

Anus激酶/信号转导与转录激活子(The Janus kinase/signal transducer and activator of tran-ions,JAK/STAT)信号通路是众多细胞因子信号转导的共同途径，广泛参与细胞增殖、分化、凋亡以及炎症等过程。JAK/STAT通路的激活与各种疾病的发生、发展有关，包括各种炎症性疾病、淋巴瘤、白血病以及实体肿瘤等疾病。李俊波[40]的研究表明加减龙胆泻肝汤能降低激素FSH、LH、T水平，对FPG、FINS、HOMA-IR均能降低；经治疗后能够升高抑炎因子IL-4、IL-10水平，并抑制促炎因子IL-2、IL-6水平，其机制可能与活化JAK2/STAT3通路参与的效应相关。

2.2 炎症介质 慢性非特异性炎症是一种免疫系统介导的慢性、低度炎症的亚临床过程，以多种促炎因子及炎性标志物慢性、持续升高为特点。近年来大量研究证实，对于体质指数(BMI)正常的PCOS患者，外周血中C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18等水平增高，提示PCOS是一种慢性非特异性炎症疾病[41]。Darabi等[42]研究了不同剂量的芹菜素可以显著降低炎症细胞因子TNF-α、IL-6和总氧化状态(TOS)。与PCOS对照组相比，治疗组的总抗氧化能力(TAC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增加。组织学结果表明，与芹菜素注射液对照组相比，接受芹菜素治疗的大鼠囊肿数目和卵泡膜层厚度明显减少，黄体数目和颗粒层厚度明显增加。黄酮类芹菜素具有抗氧化和抗炎作用，可作为治疗PCOS患者的替代方法。间充质干细胞(MSCs)是具有有效免疫调节特性的多能成年干细胞。研究表明[43]给予hUC-MSCs可以有效改善脱氢表雄酮(DHEA)诱导的PCOS小鼠的病理变化，包括卵巢组织病理学和功能。此外，我们发现，MSCs的给药显著下调了卵巢和子宫组织中促炎因子(TNF-α、IL-1β和IFN-γ)和纤维化相关基因(CTGF)的表达，并影响了全身炎症反应。这些结果表明，hUC-MSC治疗可以通过抑制卵巢局部和全身炎症反应来缓解卵巢功能障碍。

多囊卵巢综合征(PCOS)也与内质网(ER)应激和促炎性疾病有关，Brenjian等[44]用白藜芦醇治疗PCOS患者后，发现治疗组的血清IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-18、NF-κB和CRP降低。此外，PCR结果表明，白藜芦醇治疗组中ATF4和ATF6的表达水平显著增加，而CHOP、GRP78和XBP1的表达水平显著下降。这可以表明白藜芦醇通过抑制NF-κB和NF-κB调控的基因产物而具有抗炎作用。另一方面，白藜芦醇可以通过改变参与展开蛋白反应(UPR)过程的基因的表达来调节颗粒细胞(GCs)中的内质网应激。

PCOS的治疗应基于病理生理学。研究表明，由于卵巢中的囊性纤维化-跨膜传导调节剂(CFTR)表达降低，PCOS患者中的高迁移率-box-1(HMGB1)升高，并且与胰岛素抵抗和炎症相关。肌醇(MYO)和硫辛酸(ALA)衍生物可能对胰岛素敏感性，减少雄激素和改善排卵节律有积极作用。Cirillo等[45]研究了MYO和ALA联合治疗后，PCOS青少年的HMGB1，代谢和内分泌参数的变化。结果表明PCOS青少年血清HMGB1显著增加，MYO和ALA联合治疗可使HMGB1浓度标准化，并降低胰岛素和HOMA-IR。还观察到17-羟脯氨酸(17-OHP)减少，卵巢体积减小，月经周期改善。总的来说MYO和ALA联合治疗具有积极的临床和生化作用。

3 去甲肾上腺素和β2肾上腺素能受体

在PCOS的病因学中，心理压力已引起越来越多的关注。PCOS患者通常表现出较高的情绪困扰。慢性应激会增强交感神经系统的活动，增加卵巢中去甲肾上腺素(NE)和神经生长因子的释放，并通过激活β肾上腺素能受体诱导囊性卵泡形成。此外，慢性应激会通过下丘脑-垂体-卵巢轴影响促性腺激素和性激素的分泌，导致卵泡发育异常。逍遥散(XYS)是一种中药配方，广泛用于治疗妇科疾病和抑郁症。Hao等[46]的研究表明逍遥散改善了慢性应激诱导的卵泡发育异常，并且抑制NE释放和β2R表达，表明逍遥散对PCOS的缓解作用与交感神经活动的调节相关。

4 miR-145

miR-145在多种癌症(例如肝癌、胃癌、乳腺癌和视网膜母细胞瘤)中起着抑癌作用，并被下调。此外，有证据表明，microRNA的失调与PCOS的发病有关。Cai等[47]的研究发现miR-145通过靶向抑制IRS1表达来抑制细胞增殖，进而抑制MAPK/ERK信号通路。进一步的研究发现，高浓度的胰岛素会降低miR-145的表达，上调IRS1并促进细胞增殖。这些观察结果表明，miR-145是改善PCOS中颗粒细胞功能障碍的新型且有希望的分子靶标。

5 结语和展望

综上所述，多囊卵巢综合征是目前难治的妇科疾病之一，因为其病因病机复杂且目前尚不明确，涉及的信号通路和分子机制错综复杂，很多信号通路之间存在交叉。在治疗方面，中医及西医都有各自行之有效的方法，很多研究也表明中西医结合治疗效果显著。但我们需注意的是，到目前为止临床上并无根治PCOS的办法，因此对于PCOS的治疗手段还有待于进一步的研究与总结。