細胞凋亡與女性生殖研究進展

細胞凋亡與女性生殖研究進展

關鍵字：  細胞凋亡  生殖 
　　細胞凋亡，亦稱程序性死亡，是進化上細胞自殺的保守性程序，它對調節細胞自然丟失和組織自身平衡有著重要作用。現已證實，從細菌、無脊椎動物、脊椎動物一直到人，細胞凋亡現象普遍存在。凋亡細胞的典型特征為：染色質固縮；基因組脫氧核糖核酸（DNA）降解，形成單個或多個核小體的片斷，在含溴化乙錠的瓊脂糖凝膠電泳上呈典型“梯狀”條帶；凋亡小體的形成。凋亡小體和“梯狀”條帶已成為鑒定凋亡細胞的主要實驗手段。最近幾年，對細胞凋亡機制的研究已取得很大進展，本文對女性生殖過程中細胞凋亡的研究作一綜述。
　　一、卵巢顆粒細胞的凋亡
　　卵巢為一動態組織，在每個月經周期中許多卵巢開始發育，但僅一個或兩個卵泡占優勢而排卵。在卵泡閉鎖期間，大多數卵泡死亡，這些生理活動可能與細胞凋亡有關。有關卵巢顆粒細胞（ranulosa cells’GCs）凋亡的研究已十分深入。現已證實，多種基因參與了細胞凋亡[1~3]。其中，Bax、p53、WT-1(wilm’s tunor type1)、Fas、Bcl-XShort等基因有促進細胞凋亡的作用，而Bcl-2、Bcl-Xlong等基因起抑制細胞凋亡的作用，且它們的作用皆受促性腺激素中促黃體生成激素（LH）和促卵泡成熟激素（FSH）的調控。促性腺激素分別通過抑制GCs凋亡。而促性腺激素釋放激素（GnRH）及其激動劑（GnRHa）以及睪酮（T）卻對GCs凋亡起誘導作用。提示人GCs凋亡主要受體液因素的調節。
　　除了基因水平的調節外，GCs凋亡的細胞內機制可能與caspases凋亡途徑有關。caspases為一半胱氨酸蛋白酶家族，它對底物中天冬氨酸有特異性，它的活化是底物內部天冬氨酸殘基斷裂所必須的。編碼caspases的基因與線蟲遺傳學中定性的凋亡基因具有同源性。已顯示，在小鼠和母牛GCs和黃體細胞中caspase-1和caspase-3表達。最近，Lzawa等[4]用逆轉錄多聚合酶鏈反應（RT-PCR）證實了人GCs中caspase-1、caspase-3、凋亡相關蛋白酶激活因子-1、DNA斷裂因子等基因轉錄物的存在，同時用Western印跡證實了caspase-1、caspase-3蛋白前體的存在。體外非細胞系系統研究也提示，凋亡相關蛋白酶激活因子-1、caspase-3及DNA斷裂因子是一活化的凋亡級聯反應的組分，其能導致凋亡細胞基因組DNA的特異性降解。人GCs可能也同樣存在著凋亡相關蛋白本科激活因子-1激活caspase-3，從而依次活化DNA斷裂因子以誘導基因組DNA斷裂的凋亡機制。另外，不同caspases家族成員的存在，也提示GCs中可能存在caspases不同成員之間的連續活化，如：caspase-9激活caspase-3，再依次激活caspase-6，導致細胞骨架和核纖層降解，從而引起細胞凋亡的機制。
　　GCs的凋亡亦受類胰島素生長因子（IGF）、類胰島素生長因子結合蛋白（IGFBP）、IGFBP蛋白酶、激活素（activin）、及γ-干擾素（IFNγ）等協調調控[5]。卵巢膜細胞可產生IGF-I，GCs-II，產生的IGF可成為卵泡液的成分。IGF有促進卵巢細胞有絲分裂和分化的功能，并能抑制GCs凋亡。IGF對卵巢的作用能被IGFBPs家族成員所拮抗，IGFBPs家族共有6個成員，除IGFBP-6外其余5種IGFBPs信使核糖核酸（mRNA）均在黃體化GCs中表達，并產生除IGFBP-5外的所有蛋白。促性腺激素可刺激IGF的產生，降低IGFBP-2和IGFBP-4的水平，從而GCs的凋亡；而IGFBPs的作用與促性腺激素和IGF的作用相反，可促進GCs的凋亡。
　　有人卵巢的排卵前卵泡和黃體中，淋巴細胞和巨噬細胞可產生IFNγ進入卵泡液中。在培養的GCs中加入IFNγ，GCs中IGFBP-2和IGFBP-4水平明顯增加，GCs凋亡指數亦上升。GCs亦產生激活素，它是一種二聚體蛋白。激活素A為一種βA亞單位的同源二聚體，它可促進嚙齒動物GCs的凋亡。激活素A加入培養的GCs中，同樣可增加IGFBP-4水平。IFNγ和激活素A增加IGFBP水平時，相應的mRNA水平并無明顯變化，提示它們可能都是通過抑制相應的IGFBP蛋白酶而使IGFBP水平升高的，因為它們皆能抑制類固醇激素，如：雌激素（E）和孕激素（P）的產生，而E的存在可促進IGFBP-4蛋白酶的產生。IFNγ的作用受LH的拮抗，而激活素A的作用不受LH的直接影響，而受LH刺激的GCs產生的卵泡抑素（follistatin）抑制，卵泡抑素能中和活化素結合蛋白。另外，IFNγ還能誘導Fas抗原表達，而不論在健康還是閉鎖卵泡的卵母細胞上均Fas抗原配體的表達[2]，提示卵母細胞具有誘導表達Fas抗原的GCs凋亡的能力。EGF、BFGF、GH有與IGF類似的作用，但它們是否通過與IGF類似的調節機制調控GCs凋亡，尚待進一步證實。
　　最近有證據提示，凋亡細胞內部啟動一共同的信號途徑，即通過活化鞘磷脂酶，水解鞘磷脂成酰基鞘氨醇，其作為第二信使依次啟動細胞凋亡。但此過程在GCs中尚未被證實。
　　排卵前的卵泡GCs可分為兩組，它們的凋亡特征有所不同。一組是卵泡壁GCs，含較高的LH受體，能分泌較高濃度的P，分泌的P對胚植入子宮內膜有重要作用。另一組是卵泡卵丘細胞，為GCs的一個亞群，它對卵母細胞的營養和成熟有重要作用，并且可調節輸卵管收縮，排卵后，卵丘細胞對維持卵母細胞生存，直至與精子結合提供環境。研究證實[6，7]，卵泡壁GCs的凋亡發生率明顯高于卵丘細胞，這對保持卵母細胞處于健康狀態是相當合理和重要的。另外，卵泡發育的不同時期的GCs發生凋亡的敏感程度亦不同，Johnson等[3]認為，4~8mm的卵泡GCs最易發生凋亡而致卵泡閉鎖，此期的GCs幾乎檢測不到凋亡抑制基因表達的產物。
　　除卵泡GCs外，黃體化GCs亦發生凋亡，它與黃體退化密切相關[8]。在月經周期的14~16d，黃體分泌P，若一個生殖周期內未發生妊娠，則黃體必須退化以保證下一個生殖周期的排卵卵泡的發育，而黃體退化機制與GCs凋亡機制類似。若發生妊娠，則P的存在及人絨毛膜促性腺激素（hCG）的分泌可抑制細胞凋亡，從而抑制黃體的退化。妊娠早期的黃體是維持妊娠所必須的。
　　二、子宮內膜細胞的凋亡
　　在月經周期中，子宮內膜呈周期性變化，由增生期、分泌期和月經期組成。在分泌晚期和月經期子宮內膜功能層細胞剝脫去除，隨后在增生期基底層細胞又不斷增生補充，而且月經期獲得的子宮內膜絲狀物中并沒有任何廣泛的壞死物。子宮內膜這種周期性變化是否與凋亡有關，有不少作者進行了研究。Kokawa等[9]用末端標記法和原位雜交技術檢測了有規律月經周期女性的子宮內膜細胞的凋亡情況，在增生早期子宮內膜腺細胞有少許低分子量DNA，增生后期及分泌早中期未檢測到低分子量DNA，而分泌晚期的初期又重新出現凋亡子宮內膜細胞并迅速擴展到整個功能層，月經期殘余的功能層中凋亡細胞含量最高，而在整個月經周期中基底層細胞都未顯示凋亡。Tabibzadeh等[11]亦報道，分泌晚期及月經期子宮內膜功能層細胞凋亡小體和DNA“梯狀”條帶明顯增加，從而證實了凋亡在調節女性月經周期中確實起作用，并且周期性凋亡主要發生于功能層。
　　已有文獻報道[10]，正常子宮內膜細胞在增生早期至分泌中期都表達Bcl-2基因產物，而在分泌晚期Bcl-2的表達消失；相應地，在增生期時Bcl-2蛋白在基底層占優勢，并漸漸擴展到功能層的頂端，而分泌后期消失。Tabibzadeh等的報道支持了這一點，并進一步證明，在整個月經周期中正常子宮內膜連續表達Fas抗原和TNF受體。Liu等[1]用RT-PCR法亦檢測出子宮內膜基細胞中，有p53、Bax、Fas基因的表達，而且，最近亦有文獻報道，caspase-1與子宮內膜細胞凋亡有關。結合子宮內膜月經周期中E和P的周期性變化，即在分泌后期E和P迅速降低，推測子宮內膜功能層細胞與GCs類似，在E和P啟動下調控各種凋亡相關基因的表達，使子宮內膜呈周期性變化。三、子宮內膜異位癥和細胞凋亡的關系
　　正常情況下，子宮內膜組織僅限制于子宮內膜，若其植入機體其它部位并生長，即稱為子宮內膜異位癥（endometriosis’ET）。它是一種婦科常見病，發病率占育齡婦女的10%~15%。目前多用逆行月經、淋巴擴散、化生及胎性剩余等概念來解釋ET的發生機制，并且ET的發生與免疫系統異常有關，異位組織可抵抗單核細胞和巨噬細胞介導的細胞毒性。盡管這可部分解釋為什么異位組織可長期在異位部位生長，但關于異位組織的異常存活是否與調亡抑制有關，直到最近才有報道。Gebel等[11’12]用ELISA法檢測了16例ET患者和10例對照者正常位和異位子宮內膜組織自發凋亡率。結果正常者子宮內膜組織自發凋亡率為1.43±0.11（吸光率），而ET患者的正常位和異位子宮內膜組織的自發凋亡率分別為0.63±0.1和0.26±0.06，自發凋亡率明顯降低，且這種降低與月經周期無關，并隨著ET嚴重程度增加而進一步降低。提示ET患者子宮內膜組織對凋亡的抵抗性可能是ET發生的原因之一。
　　最近，Watanabe等[11]報道，ET患者的正常位和異位子宮內膜組織皆能表達Fas和Bcl-2。Sbracia等[13]的進一步研究表明，ET患者的正常位子宮內膜在增生期Bcl-2蛋白陽性率高，而Fas抗原降低；到黃體期后，Bcl-2陽性率降低，而Fas陽性率增加。但在異位子宮內膜組織僅Bcl-2陽性，而Fas抗原陰性。這進一步證實了異位子宮內膜組織凋亡敏感性降低。然而，Tao等[10]卻報道，ET患者的正常位和異位子宮內膜組織皆比正常者的子宮內膜組織表達更高的Bas、Bak及Bcl-Xlong，而僅在腺上皮和少許基細胞表達Bcl-2。Bax、Bak及Bcl-Xlong皆可促進細胞凋亡。這種不一致的結果是否說明ET患者的組織有不同的凋亡方式，尚無定論。ET患者子宮內膜組織自發凋亡的降低是否由于這些組織的細胞不能表達與啟動凋亡有關的表面受體，或者凋亡信號不能正確傳導，這還需進一步研究。
　　ET患者可致不孕已眾所周知。子宮內膜異位組織最常見于卵巢，嚴重者可出現巧克力囊腫，并引起盆腔器官的廣泛粘連。研究表明[14，15]，ET患者卵巢泡的壁GCs和卵丘細胞的凋亡小體發生率皆比正常者明顯升高，且隨ET嚴重程度增加而增加，有巧克力囊腫者比無巧克力囊腫者的GCs的凋亡小體發生率高。而且，在體外受精（IVF）中的ET患者的卵母細胞俘獲數及成熟卵母細胞數皆降低。用ET患者的卵進行體外受精-胚移植（IVF-ET），胚胎的植入率降低，其妊娠率也相應降低。這可能與ET患者的卵母細胞質量降低有關。卵丘細胞凋亡率的增高，可影響卵母細胞的正常發育；而壁GCs和卵丘細胞凋亡的增加皆可致卵泡閉鎖，導致成熟卵母細胞數降低。兩者皆可導致ET患者生育力的降低。
　　四、體外受精-胚胎移植中的細胞凋亡
　　IVF-ET已被廣泛用于治療不明原因性不孕、輸卵管性不孕、男性因素的不育以及ET患者的不孕。Nakahara等[6，7]在患者基礎上和個別卵泡基礎上都證實，在IVF-ET中，非妊娠者所用的卵泡的壁GCs的凋亡小體發生率明顯高于妊娠患者，提示卵泡壁GCs中凋亡小體的發生率可被作為IVF-ET成功的指標。但他們的研究同時證實，妊娠者與非妊娠者相比，前者的卵母細胞俘獲數、成熟卵母細胞數及子宮內膜厚度均比后者高，而且Fujino等[16]對鼠的研究顯示，年齡對卵母細胞數量亦有深刻影響。提示，單純以GCs的凋亡率來預示IVF-ET的結果是不充分的，它可能只是影響IVF-ET成功的一個因素。
　　最近，Moreira等[17]又在單個卵巢基礎上研究了卵巢壁GCs凋亡率與卵巢生殖力之間的關系。研究顯示，盡管右側卵巢俘獲卵母細胞數稍高于左側卵巢，但兩側卵巢的壁GCs凋亡率并沒有明顯不同。他們又根據左右兩側卵巢俘獲卵母細胞總數將患者分為兩組進行比較，結果俘獲卵母細胞總數在8個以上者比小于7個的患者有顯著低的GCs凋亡率。此結果進一步提示，在IVF-ET中，單個卵泡的質量低下，引起了患者總體生殖力的降低。
　　在IVF-ET中，常可見到一些胚胎中有碎片，或有些胚胎停止發育，它們可能與凋亡有關。Stachecki等[19]的研究證實了這一點，他們認為胚胎的停滯發育和胚胎中有碎片與胚胎的凋亡有關，正常發育的胚胎凋亡小體發生率極低。Brener等[18]進一步證實，Bax和Bcl-2mRNA皆存在于2細胞至致密桑椹胚的所有植入前胚中，且Bax/Bcl-2的比率可預示胚胎的存活力。Liu等[1]用RT-PCR法亦證實退化胚胎中表達Bax和Fax基因產物，從而證實胚胎發育的好壞確定與細胞凋亡有關。在Liu等的研究中還觀察到一有趣現象，卵母細胞不表達Bax、p53及Bcl-2等基因產物，而受精后的胚胎卻表達，提示受精可能啟動了人胚胎凋亡相關基因的表達，但這種現象及其引起的原因還值得進一步探討。
　　結 論
　　隨著細胞凋亡研究的深入，女性生殖活動中細胞凋亡的研究也已取得很大進展。卵巢GCs的凋亡不僅受到p53、Bax、Fas、WT-1、Bcl-2等凋亡相關基因的調控，而且受到IGF、IGFBP、激活素，IFNγ等體液因子的調控，且它們的調控皆受促性腺激素的影響，提示卵巢GCs的凋亡主要受體液因素的調節。GCs凋亡細胞內機制可能與caspases途徑及酰基鞘氨醇途徑有關。不同GCs亞群以及卵泡發育的不同時期GCs對凋亡的敏感性亦不同。子宮內膜細胞亦發生凋亡，主要見于功能層，其凋亡可能受E和P的調節。GCs及子宮內膜細胞凋亡的研究，主要為臨床服務，凋亡不僅與ET的發生有關，而且與女性不孕有關。目前，除了應對GCs和子宮內膜細胞凋亡的確切機制進一步探討外，還應著重利用凋亡的有關機制來解決臨床上相關問題，如：能否通過抑制妊娠早期成熟黃體的凋亡，來治療習慣性流產；能否通過促進異位子宮內膜組織凋亡來治療ET；能否在IVF-ET中胚生存的介質中加入凋亡抑制劑以提高胚存活力和質量；以及能否通過抑制卵泡細胞凋亡來減緩卵泡的排空，從而推遲月經，延緩衰老等等。總之，女性生殖活動中細胞凋亡的研究還有待進一步深入。

《欧美精品福利视频一区二区三区久久久精品 ,免费观看四虎精品成人,亚洲国产成人精品无码区在线观看.doc》

将本文的Word文档下载到电脑，方便收藏和打印

推荐度：

点击下载文档

【細胞凋亡與女性生殖研究進展】相關文章：

談細胞移植治療心力衰竭研究進展11-16

造血干細胞自我更新相關基因的研究進展12-11

細胞工程論文05-24

半夏的現代研究進展03-29

衰老機理研究進展11-15

矽肺預防與治療的研究進展12-12

阿莫西林的研究進展02-23

中藥狼毒的相關研究進展11-17

蚊蟲的生物防制方法研究進展03-28