孕激素抵抗在不孕症发生发展中作用的研究进展

霍晶晶，罗星雨，杜愿，转黎，李云秀，唐邹颖，胥琴

1昆明理工大学附属医院生殖医学科，昆明 650032；2云南省第一人民医院生殖医学科

不孕症是指育龄期性生活正常女性未避孕1年及以上未能实现临床妊娠［1］。目前，不孕症发病率为8%～12%，其中女性因素占首要原因，占33%～41%，可能跟下丘脑功能异常、排卵障碍、子宫因素、输卵管因素有关［2］。孕激素抵抗是由于孕激素受体（PR）缺陷、PR激活子改变及相关基因变化等导致，使患者对孕激素敏感性降低或丧失［3］。研究显示，孕激素抵抗可能影响子宫内膜容受性，进而影响女性受孕［4］。孕激素抵抗的不孕妇女多合并有子宫内膜异位症（EMT）、多囊卵巢综合征（PCOS）及子宫内膜异常增生等疾病［5］，这些疾病中炎症因子、微小RNA（miRNA）、DNA甲基化、叉头框转录因子O1（FOXO1）、白血病抑制因子（LIF）、同源盒基因-A10（Hoxa10）等均参与PR的调控，进一步介导孕激素抵抗的发生发展［4］。探索这些疾病中孕激素抵抗引起不孕症的具体机制具有重要意义。因此，本文对EMT、PCOS及子宫内膜异常增生等疾病中孕激素抵抗的作用机制作一综述，旨在为孕激素抵抗导致不孕症的诊疗提供新思路。

1 EMT与孕激素抵抗

1.1 炎症因子 EMT是一种雌激素依赖性炎性疾病，异位内膜病变中间质细胞孕激素受体B（PR-B）表达减少，雌激素活性上调，2型17β羟类固醇脱氢酶对孕酮的反应降低，促炎因子表达增强［6］，表明炎症因子与PR的表达呈负相关性。CHAE等［7］设计了一项研究，将子宫内膜间质细胞分为对照组、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）组、EMT组。结果显示TNF-α组和EMT组PR-B/PR-A值均明显降低；将EMT患者在位子宫内膜（EUE）和卵巢EMT组织中PR-B的表达与对照组比较，发现EMT患者EUE和卵巢EMT组织的PR-B表达量明显降低。表明孕激素抵抗可能与EMT在位子宫内膜中炎性因子下调PR的表达有关。

研究发现，炎症因子通过改变免疫细胞（巨噬细胞、自然杀伤细胞和T细胞）的功能及类固醇受体表达，增加芳香酶活性使雌激素的表达增加，子宫内膜雌激素过表达可下调PR表达，导致子宫内膜容受性降低，引起不孕［3］。XU等［8］将子宫内膜细胞分为对照组、TNF-α组，发现TNF-α组前列腺素I2的表达增加，引起血小板源性生长因子（PDGF）、基质金属蛋白酶-2（MMP2）和金属蛋白酶组织抑制剂1（TIMP1）在mRNA上的表达降低，进而刺激E-选择素和内皮细胞黏附分子（VCAM）表达增加。PDGF、MMP2、TIMP1、E-选择素、VCAM是参与子宫内膜容受性调控的相关因子。表明炎症因子可能通过上调雌激素表达量，影响与子宫内膜容受性相关因子的表达，从而影响胚胎植入。后用阿司匹林处理两组细胞，发现前列腺素I2的表达减少，处理后侵入内皮细胞中的滋养层细胞增加。同样WANG等［9］的研究也发现，小剂量阿司匹林治疗后，EMT患者子宫内膜中PR-B的表达量与对照组相比明显增加。表明阿司匹林可减少EMT种植窗期炎症因子的表达，可为治疗EMT孕激素抵抗相关性不孕提供一种选择。

1.2 miRNA miRNA是一种位于DNA非编码区的小RNA，可通过mRNA中的3'-非编码区来阻止甚至降解靶基因的翻译，参与转录后基因调控［10］。目前发现，EMT合并不孕患者子宫内膜组织中存在多种差异性表达的miRNA，子宫内膜蜕膜化过程中其miRNA差异性表达可能与PR相关的蛋白酪氨酸磷酸酶/蛋白激酶（PTEN/AKT）信号通路有关［11］。此外，JOSHI等［12］的研究发现，EMT患者中miRNA-29c的表达增加，过表达的miRNA-29c通过下调FK506结合蛋白4的表达进而降低孕激素的敏感性。PEI等［10］对轻度EMT合并不孕妇女的EUE进行miRNA分析，与对照组相比，EMT组EUE中66个miRNA存在显著差异性；EUE分泌中期PR在mRNA水平上表达降低，miRNA-194-3p表达增加；进一步转染miRNA-194-3p后子宫内膜基质细胞（ESC）中PR表达降低，而加入转染miRNA-194-3p抑制剂后则ESC中PR的表达增加。表明miRNA在抑制ESC中PR的表达方面起着关键作用，参与了EMT相关孕激素抵抗所致不孕相关信号通路的调控。

1.3 DNA甲基化 DNA甲基化是表观遗传学的一种修饰方式，DNA甲基化的异常被认为是肿瘤和其他多种疾病发生发展的重要原因［13］。研究表明，DNA甲基化在EMT的发生发展中也发挥了重要作用，可调控PR亚型PR-A/B的表观遗传学。PR-A/B的表观遗传学改变可能与EMT的孕激素抵抗的形成有关［13］。LI等［14］构建小鼠EMT模型后用DNA甲基转移酶抑制剂抑制小鼠机体甲基化，发现小鼠子宫内膜病变中PR在mRNA水平上显著增加，异位内膜病变的扩散被抑制。表明EMT患者机体的高甲基化可能抑制PR基因表达。ROCHA-JUNIOR等［13］将不孕症患者分为EMT组、对照组（非EMT组），发现EMT组中PR-B基因甲基化率为50%，对照组甲基化率为20%。进一步对卵巢异位子宫内膜基质细胞和健康子宫内膜基质细胞进行全基因组DNA甲基化分析，观察到EMT患者在位子宫内膜中，PR基因高甲基化诱导孕激素抵抗的发生，可降低子宫内膜蜕膜化，导致子宫内膜容受性降低及增加胚胎植入失败率［6］。可见，DNA甲基化水平可作为孕激素抵抗导致不孕的又一作用机制，也为不孕症妇女的治疗提供新的诊疗思路。

2 PCOS与孕激素抵抗

2.1 LIF LIF是一种多功能的细胞因子。子宫内膜中LIF的表达量在胚胎植入窗口期最高，LIF与白血病抑制因子受体结合可以激活LIF-STAT3信号通路来调节胚胎着床和子宫内膜蜕膜化［15］。在小鼠子宫内膜中LIF低表达与PR的表达缺陷相一致［16］。ALBAGHDADI等［17］发现，PCOS小鼠子宫内膜中LIF及PR的表达量较对照组低、胚胎着床相关因子STAT3及NF-κB活性降低、子宫内膜蜕膜化相关因子IL-11及粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子的表达下调。后用二甲双胍或他克莫司治疗，发现子宫内膜中蛋白抑制剂使PR的表达量增加，引起子宫内膜中LIF表达量显著上调、STAT3和NF-κB磷酸化水平提高，进而提高了子宫内膜容受性，促进胚胎植入。表明孕激素抵抗可能与PR调控的LIF/STAT3/NF-κB信号通路有关，该信号通路异常可导致胚胎植入失败甚至不孕。相反，应用二甲双胍或他克莫司治疗，可能对改善孕激素抵抗相关不孕提供一种新的诊疗思路。

2.2 Hoxa10 Hox基因是一种发育基因，在Hox家族中，Hoxa10位于7p15.2上，是DNA结合转录因子，Hoxa10 mRNA的表达在分泌中期显著升高，这与胚胎着床时间、组织学分化高峰及孕激素的分泌高峰相一致［18］。XU等［19］在研究子宫内膜蜕膜化过程中Hoxa10与骨髓嗜病毒整合位点1（MEIS1）的相互作用中发现，PR通过下调MEIS1的表达作用于Hoxa10的靶基因，使内皮素-1蛋白受体和赖氨酸乙酰转移酶的表达降低，从而引起子宫内膜蜕膜化异常。子宫内膜蜕膜化正常与否与妊娠结局相关，因此PR可调控Hoxa10的表达从而影响妊娠率。此外，SENTURK等［20］纳入20例PCOS不孕患者，将其予经腹腔镜卵巢打孔术处理，术后患者子宫内膜中Hoxa10 mRNA表达增加，其受孕率约是未处理前的4.4倍。表明子宫内膜中Hoxa10低表达可能与子宫内膜容受性差、生育能力降低有关。EZOE等［21］的研究进一步表明，在胚胎植入过程中，人绒毛膜促性腺激素（HCG）可提高子宫内膜中PR表达；经HCG处理后的不孕症患者子宫内膜中Hoxa10启动子甲基化转移酶明显减少，促进子宫内膜蜕膜化、提高妊娠率［22］。由此表明，Hoxa10基因甲基化可作为PCOS患者孕激素抵抗的机制之一；应用HCG治疗通过上调PR表达进而抑制Hoxa10甲基化，可为治疗孕激素抵抗相关不孕患者提供一种可能的诊疗机制。

2.3 FOXO1 FOXO1属于FOXO家族的一员，参与细胞增殖、凋亡、自噬、代谢、炎症反应等多种病理生理过程［23］。研究发现FOXO1可作为孕激素抵抗作用的分子靶点，参与子宫内膜蜕膜化，影响胚胎植入［24］。PCOS患者中FOXO1磷酸化与慢性炎症因子TNF-α的表达呈正相关，此过程可能与FOXO1激活TNF-α/NF-κB信号通路有关［23］。先前研究已表明炎症因子下调PR的表达参与子宫内膜孕激素抵抗的形成。由此推测FOXO1磷酸化可能通过增加促炎因子表达量导致子宫内膜孕激素抵抗。此外，VASQUEZ等［25］将小鼠子宫腔上皮（LE）组织中FOXO1基因敲低表达，发现小鼠子宫LE中PR较对照组增高；进一步研究发现，子宫LE中PR高表达、ESC中PR低表达，可能导致ESC蜕膜化障碍、胚胎着床失败，引起不孕［26］。综上所述，FOXO1与子宫ESC中PR的表达呈正相关。

3 子宫内膜异常增生与孕激素抵抗

3.1 有丝分裂诱导基因6（MIG-6）MIG-6是孕激素信号通路的重要参与者，可以抑制雌激素介导的子宫内膜增生［27］。TEASLEY等［28］将小鼠分为对照组和MIG-6敲低组（MIG-6KO组）。与对照组相比，MIG-6KO组小鼠子宫内膜中磷脂酶A2（cPLA2）表达增加，该组孕激素治疗后MIG-6KO组cPLA2的表达更高，同时可引起子宫内膜异常增生诱发子宫内膜癌；从而表明子宫内膜中MIG-6缺失可增加cPLA2的表达量，参与孕激素抵抗的发生，进而导致子宫内膜异常增生。进一步研究发现，MIG-6KO组较对照组PR表达降低、AKT/STAT3磷酸化增加，子宫内膜上皮细胞出现异常增殖；MIG-6KO组细胞与MIG-6、孕激素共培养后，发现该组细胞异常增生部分恢复［27，29］。研究表明，子宫内膜中MIG-6参与了孕激素抵抗的调控，MIG-6低表达可促进子宫内膜异常增生，它是否进一步破坏了子宫内膜正常功能影响胚胎着床暂无相关报道。

3.2 转化生长因子β（TGF-β）/Smad2/Smad3信号通路 TGF-β家族参与细胞多重生物学功能的调节，TGF-β是TGF-β/Smad2/Smad3信号通路的起始因子，Smad2、3为该信号通路的下游调控因子［30］。KRISEMAN等［31］的研究将小鼠分为对照组及Smad2、3敲低组，与对照组相比，发现Smad2、3敲低组小鼠12周龄时子宫上皮细胞中雌激素相关基因（如Lcn2，Muc1和Clca3）高表达、PR低表达、子宫内膜出现异常增生及胚胎植入率降低，导致流产率及不孕率增加。此外，GUO等［32］的研究发现，子宫内膜中血小板和内皮黏附分子1（PECAM1）在分泌中期达高峰，其与PR表达相一致，可增强T细胞对TGF-β1的敏感性，促进子宫内膜间质细胞的增殖及滋养层细胞与子宫内膜的黏附，同时增加了滋养层细胞的侵袭力，由此推测PECAM1介导的TGF-β1表达可能与PR存在相关性，TGF-β1在改善子宫内膜容受性及胚胎着床方面发挥重要作用。

综上所述，不孕症是多因素导致的复杂疾病。现有研究已表明子宫内膜中PR表达下调可使患者子宫内膜中孕激素敏感性降低或消失，导致子宫内膜容受性改变及胚胎植入率降低，进而引起不孕。孕激素抵抗常与EMT、PCOS、子宫内膜异常增生共存，在EMT中孕激素抵抗可能与炎症因子的过度表达、miRNA的差异性表达及DNA甲基化有关；在PCOS中孕激素抵抗可能与LIF、Hoxa10及FOXO1表达降低有关；在子宫内膜异常增生中孕激素抵抗可能与MIG-6表达降低、TGF-β/Smad2/Smad3信号通路异常有关。因此，探索这些疾病中孕激素抵抗导致不孕的相关信号通路及具体作用靶点，对于预防和治疗不孕症具有一定的指导意义。但不孕症患者发生孕激素抵抗的机制较为复杂，仍需设计实验进一步探索其具体机制。