炎性衰老和纤维化在卵巢衰老中的作用

郭婷，李斌

复旦大学附属妇产科医院妇科，上海200011

伴随中国人口平均生育年龄的不断增长，生殖衰老尤其是卵巢衰老的问题越发显现，严重威胁女性生殖健康，亟需我们进一步重视。在我国实施人口长期发展战略的背景下，如何保障妇女的生殖健康，积极应对人口老龄化，是生殖健康领域的重要需求也是时代带给我们的全新挑战。目前的共识认为，衰老是随着年龄增加而缓慢出现、普遍发生的生物学过程，而衰老细胞是人体器官和组织衰老的基本结构单元，衰老也是老年病发生发展的重要危险因素[1]。卵巢衰老是指伴随年龄增长，女性卵巢储备力及功能逐渐下降直至耗竭的过程，表现为卵泡数量和卵子质量下降，导致受孕能力下降、流产及出生缺陷风险增高，最终到达月经停止即绝经。临床上可以表现为月经失调、潮热盗汗等围绝经期症状，同时卵巢衰老还影响全身多个系统，是女性衰老过程中的重要启动因素[2]。

纤维化可发生在多种组织和器官中，例如肝脏、肺和卵巢等，其病理特征表现为器官实质细胞及功能细胞的减少，而纤维结缔组织沉积增多，进而导致器官的结构异常及功能障碍。在特发性肺纤维化发病过程中，细胞衰老起到了至关重要的作用，细胞衰老往往伴随出现有衰老相关分泌表型(senescence-associated secretoryphenotype，SASP)，SASP 包括促炎细胞因子、生长因子、趋化因子等，肺成纤维细胞与肺泡上皮Ⅱ型细胞的衰老及其SASP 在肺纤维化发生发展中占有重要地位[3]。卵巢纤维化是器官衰老的病因也是卵巢功能衰退的结果，是了解卵巢衰老机制的重要入口。卵巢纤维化的病理改变损害了卵巢的正常生理结构，若未及时纠正，纤维结缔组织进一步取代功能组织，卵巢功能将进一步下降甚至发生衰竭，失去周期性排卵以及卵巢的内分泌功能[4]。导致卵巢纤维化的因素有很多，感染、炎症、缺血以及医源性因素等，这些因素引发并促进成纤维细胞向功能组织内迁移。研究显示，在这一过程中细胞外基质（extracellular matrix，ECM），尤其是胶原蛋白的特征性改变与沉积发挥了重要作用，胶原蛋白类型、组织结构、交联方式以及与其他ECM 成分的相互作用，均可能与卵巢衰老密切相关[5]。

炎性衰老（Inflamm-aging）这一概念首次在2000年由意大利科学家Francesch 提出，国内夏世金等[6]首次对此概念和内涵进行详细阐述，并将Inflamm-aging 第1 次翻译成中文名称“炎性衰老”，得到学术界的认可和应用。炎性衰老与衰老的氧化自由基学说、免疫学说以及应激学说关系密切。炎性衰老是指在氧化应激、免疫系统失衡等条件影响下，机体处于慢性、无菌性炎症性反应并加速了衰老进程。而炎性衰老也是导致卵巢纤维化，造成卵巢衰老的重要因素。本文将从以下几个方面对炎性衰老在卵巢纤维化和卵巢衰老中的作用展开讨论。

1 炎性因子、活性氧簇（ROS）与卵巢衰老

在环境因素、遗传因素和免疫因素的共同作用下，机体的慢性炎性状态对于卵巢功能具有毒性作用，直接导致卵巢衰老。越来越多的证据表明，不受控制的慢性炎症会导致女性生殖功能发生病理变化[7]，例如慢性炎症中克罗恩病和多发性肌炎，均与女性卵巢储备减少密切相关。此外，也有学者提出肥胖相关炎症可能对卵巢功能和卵母细胞质量产生不利影响。白介素6 (IL-6)、CRP 以及肿瘤坏死因子- (TNF- ) 是临床中用于评估炎症状态的常用指标。IL-6 在炎症反应网络中处于中心地位，有研究表明在卵巢中促炎细胞因子TNF- 、IL-6 和白介素1 (IL-1) 的mRNA 表达水平随年龄增加而升高，且在卵巢储备功能下降的生殖衰老小鼠的卵巢中显著升高[8]。

也有观点认为炎性衰老就是指机体的氧化－炎症作用。当机体氧自由基过量生成，细胞内抗氧化防御系统受损，导致ROS 及其相关代谢产物过量聚集，从而对细胞产生多种毒性作用即氧化应激(OS)。而炎症与氧化应激可以说是互为因果、相辅相成。在对微塑料生殖毒性的研究中发现，聚苯乙烯微塑料可以通过Wnt/ -Catenin 炎性信号通路激活ROS 导致卵巢颗粒细胞凋亡和卵巢纤维化，最终导致卵巢储备能力下降[9]。来自葡萄牙的新近研究显示与年轻小鼠相比，生殖衰老小鼠的卵巢表现出脂褐素沉积、纤维化增强以及原始和初级卵泡数量的显著减少，同时炎症标志物、胶原蛋白、金属蛋白酶 (MMPs) 和组织抑制剂MMPs (TIMPs) 的表达水平上调，抗纤维化miRNA29c-3p 的表达显著降低。以上结果提示OS 水平随年龄增长而升高，并促进炎症和胶原蛋白沉积从而导致女性生育能力下降[10]。

2 早发性卵巢功能不全与炎性衰老

早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）发病率近年来逐年升高，POI 在35 岁女性人群中的发病率约为1/250，在40 岁女性人群中的发病率约为1/100[11]。其表现为在40 岁之前出现的卵巢生殖功能及内分泌功能下降甚至丧失。POI 的基本病理变化包括卵巢组织纤维化和卵泡发育障碍[12]。人脐带间充质干细胞（hUMSC）移植后，POI 大鼠的纤维化标志物（ -SMA）的表达和Ⅰ型胶原蛋白（Collagen Ⅰ）和Ⅲ型胶原蛋白（Collagen Ⅲ）的产生被显著抑制。在培养的卵巢基质细胞中进行hUMSC 处理后观察到纤维化相关影子TGF- 1 和p-Smad3 蛋白表达降低。移植后卵巢纤维化水平下降同时POI 大鼠卵巢功能得到了明显改善[13]。常见病因除遗传因素、医源性因素、免疫因素和环境因素外，临床上仍有50%以上的POI 患者病因不明。近年来有越来越多的研究提示POI的发生发展与炎症－氧化应激密切相关。Venkatesh 等[14]发现在POI 患者中血清ROS 水平显著升高，且血清ROS 产生与血清FSH 水平呈显著正相关。Agacayak 等[15]提出POI 患者中性粒细胞与淋巴细胞的比率、总氧化应激量（TOS）和氧化应激指数水平升高。且血清FSH 与TOS、氧化应激指数呈正相关，与总抗氧化应激量（TAS）呈负相关。以上研究提示，早发性卵巢功能不全与卵巢的纤维化及炎性衰老密不可分，针对纤维化及氧化应激机制的治疗颇具研究前景。

3 多囊卵巢综合征与卵巢纤维化

多囊卵巢综合征（PCOS）是育龄妇女最常见的内分泌代谢紊乱之一。最近，许多研究集中在纤维化因子（如MMPs 和TIMPs）对PCOS 患者ECM 平衡的调节作用上，因为这些因素通过促进卵巢基质成分的产生，在PCOS 的卵泡发育障碍和滤泡闭锁中发挥了重要作用。研究显示患有高雄激素诱导的多囊卵巢综合征的大鼠会发生卵巢氧化应激和纤维化，通过Sirt1 激动剂白藜芦醇可以抑制氧化应激效应并减轻卵巢纤维化的产生[16]。在对于PCOS 患者的外周血进行检测后，发现患者睾酮水平与MMP-9 和基质金属蛋白酶组织抑制因子1 (TIMP-1) 的比例呈正相关，推测雄激素的过度分泌可能会破坏生理条件下卵巢中MMPs 和TIMPs 的平衡，导致PCOS 患者纤维化的进展[17]。在小鼠体内研究中发现，高雄激素诱导下NLRP3 过表达，卵巢细胞中纤维化因子的表达显着增加，如TGF- 、CTGF、 -SMA、 -连环蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和Ⅳ型胶原蛋白。高雄激素刺激卵巢中的慢性低度炎症状态以激活NLRP3 炎性小体，进一步诱发一系列卵巢病理改变，包括卵巢颗粒细胞凋亡、卵泡功能障碍和卵巢间质细胞纤维化[18]。内质网应激（ER stress）是炎症的标志之一，其广泛参与了炎性疾病进程，也是组织纤维化过程中促纤维化重塑的重要决定因素。有研究发现内质网应激在PCOS 患者的颗粒细胞以及完善的PCOS 小鼠模型中被激活。在人颗粒细胞中应用衣霉素和毒胡萝卜素药物诱导内质网应激后，可增加促纤维化生长因子的表达，包括转化生长因子 (TGF) - 1。用内质网应激抑制剂牛磺熊去氧胆酸或BGP-15 治疗PCOS 小鼠可减少卵巢间质纤维化和胶原沉积，同时降低颗粒细胞中TGF- 1的表达[19]。

4 卵巢子宫内膜异位症与卵巢纤维化

卵巢及盆腔子宫内膜异位症是育龄妇女盆腔疼痛和不孕症的常见原因。其组织学特点是异位子宫内膜腺体和基质被致密的纤维组织包围，故纤维化是子宫内膜异位症的一个重要过程。子宫内膜异位病变周围的过度纤维化会导致瘢痕、疼痛和组织正常功能受损，纤维组织浸润卵巢皮质降低卵泡储备。研究发现卵巢子宫内膜异位组织中孤核受体NR4A1 可以激活TGF-信号通路而调控纤维化进程。

炎性因子的释放也是引起卵巢子宫内膜异位症性纤维化的重要因素。子宫内膜异位囊肿囊液中蛋白酶和炎症因子的浓度比其他类型囊肿高数十至数百倍，例如IL-6 和IL-8，炎性因子则会刺激卵巢组织周围的炎症反应和纤维化，进而导致排卵失败、卵巢功能受损和衰老[20]。实验发现将卵巢子宫内膜异位囊肿囊液注射到实验兔腹腔会导致严重的纤维结缔组织增生[21]。在炎性因子的作用下，活化的血小板、巨噬细胞和异位子宫内膜细胞共同促进了纤维化的发生，诱导了上皮间质转化（EMT）、胶原沉积和纤维化因子的释放[22]。

5 目前治疗方案与未来研究展望

慢性炎症状态与继发的卵巢纤维化是造成卵巢衰老的重要原因，这为延缓甚至逆转病理性卵巢衰老与早衰提供了新的治疗思路。在多囊卵巢综合症的研究中，使用夹竹桃素（选择性NADPH 氧化酶抑制剂）作为膳食补充剂可延缓小鼠卵巢衰老。研究证实在绝经后卵巢发生了纤维化改变，纤维化卵巢具有CD206+/CD68+比例增高、CD8+T 细胞和促纤维化DPP4+SMA+成纤维细胞浸润的特点，而二甲双胍的使用可以减弱CD8+T 细胞浸润，进而阻碍卵巢纤维化进程[23]。糖尿病伴发的慢性炎症状态可以导致卵巢损伤和纤维化，当使用舒尼替尼治疗糖尿病大鼠时，卵巢损伤、纤维化和NF- B 免疫表达均显著下降，舒尼替尼在大鼠模型中可以改善糖尿病引起的卵巢衰老[24]。

然而目前这些药物治疗方案仍局限于临床前研究，尚无安全、经济、有效的药物能够治疗或逆转卵巢纤维化和炎性衰老。随着社会生育年龄延后，女性所需面对的生活工作压力增大，社会心理支持和生活方式干预是已知的可以缓解压力情绪，减少应激来源的有效方式。卵巢衰老是一种生理现象，而卵巢炎性衰老（应激和慢性炎症）导致的纤维化则严重影响了女性的生殖健康。现有的研究仍无法明确炎性衰老与卵巢纤维化间的具体机制，开展对于卵巢纤维化的深入研究对于延缓卵巢衰老、防治卵巢损伤具有重要意义。