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P450芳香化酶与多囊卵巢综合征

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国际生殖健康/计划生育杂志2008年1月第27卷第1期JIntReprodHealth6FamPlan,Jan.2008,Vol.27,No.1

P450芳香化酶与多囊卵巢综合征

重庆医科大学附属第一医院辅助生育中心(400016)田

君综述丘彦审校

P450芳香化酶是雄激素转化为雌激素的限速酶,其表达具有组织特异性,在不同的组织中转化不同的

底物,产生不同活性的雌激素,P450的表达受多种调节因子的作用,多囊卵巢综合征患者卵巢中P450芳香化酶的表达异常的,造成卵巢激素分泌紊乱,影响卵泡成熟和排卵,但是多囊卵巢综合征妇女卵巢中芳香化酶的表达缺陷还是就P450芳香化酶在多囊卵巢综合征亢进尚无定论,寻找调节P450芳香化酶的特异蛋白也是未来的研究方向之一,中的表达及影响因素作综述。

关键词P450芳香化酶

多囊卵巢综合征

CYP19基因

多囊卵巢综合征(PCOS)是以持续性无排卵、高

雄激素血症或胰岛素抵抗为特征的临床症候群,常始于青春期,有高度的异质性,临床上以卵巢功能障碍为显著标志,P450芳香化酶与甾体激素的代谢密切相关,其调节机制异常被认为是PCOS患者排卵障碍和雄激素过多的重要原因之一。

细胞色素P450芳香化酶的作用原理与表达P450芳香化酶是CYP19基因的产物,是细胞

1]

色素P450产物中唯一由单基因编码的酶[。CYP19是细胞色素P450基因超家族成员之一,P450家族成员之间的一级结构差异较大,但空间结构却有着较大的相似性,含有由含铁血红素和半胱氨酸组成

2]

的活性中心,主要分布在内质网和线粒体内膜上[。人CYP基因位于染色体15q21.1,其主要特点为具有组织特异性表达,产生不同的产物,用聚合酶链反应(PCR)和快速扩增互补DNA末端检测发现,CYP19基因在不同组织的转录产物5’末端不相同,在胎盘组织,转录产物5’末端主要为未翻译外显子

在卵巢,5’末端为外显子Ⅱ;而在脂肪细胞中,Ⅰ.1;

有3种不同的5’末端,这种组织特Ⅰ.4、Ⅰ.3和Ⅱ,

异性在于该基因的组织特异性启动子调节,CYP19基因这种运用选择性启动子调节组织特异性表达的特点,对人体不同部位雌激素的合成调节具有重

3]。要意义[

细胞色素P450芳香化酶是催化雄烯二酮和睾酮转变为雌酮和雌二醇(E2)的关键酶,其数量和活性直接决定了正常和异常组织中雌激素的水平,P450芳香化酶活性在多种组织中表达,如卵巢、脂肪组织、肌肉、肝脏及乳腺组织,另外,多数乳腺肿瘤及子宫、睾丸、肾上腺肿瘤和异位种植的子宫内膜中都有P450芳香化酶的活性表达。外周组织芳

香化酶表达,可使血中雌激素水平升高,导致绝经后

子宫内膜的生长和子宫出血;局部组织的芳香化酶活性升高,通过旁分泌和自分泌作用调节内膜的生长。P450芳香化酶在不同的组织发挥不同的雌激素转化功能,作为单基因编码产物,其转录产物翻译起始位点位于外显子Ⅱ,因而各组织的P450芳香化酶具有相同的结构和功能,相同功能的P450芳香化酶作用于不同的组织中特异性的雄激素底物,产生

4]

不同活性的雌激素[,在脂肪组织,P450芳香化酶作用的底物为肾上腺皮质产生的雄烯二酮,产物为雌酮(E1);在胎盘,其底物是胎儿肾上腺和肝脏共同产生的16α-羟硫酸脱氢表雄酮,产物为E3;在卵巢,主要底物为睾酮,产物为E2,少部分为由雄烯二酮转化生成的E1;在子宫内膜,底物为雄烯二醇产物—E1。

影响P450芳香化酶在卵巢中表达的因素在卵巢颗粒细胞,P450芳香化酶的活性主要受卵泡刺激素(FSH)的调节,FSH与位于细胞膜的受体结合后,激活腺苷酸环化酶,产生环磷酸腺苷(cAMP),随后通过激活蛋白激酶A(PKA)使cAMP反应元件结合蛋白(CREB)磷酸化。磷酸化的CREB与芳香化酶启动子Ⅱ的CREB应答元件(CREBresponseelement)结合,始动P450arom基因的转录,在FSH的作用下,表达增加的P450arom改变了结缔组织生长因子(CTGF)的表达,CTGF可以促进卵

5]

泡颗粒细胞的生长和分化,影响卵泡的优势化[。另外黄体生成激素(LH)通过刺激卵泡膜细胞分泌雄激素也能间接地刺激P450芳香化酶的表达。

研究发现,一些调节因子及药物也可以影响P450芳香化酶的表达,如:血小板衍生生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子I(IGF-I)、表皮生长因

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颗粒细胞FSH-cAMP途径,该途径是FSH诱导芳香化酶启动的关键,直接刺激芳香化酶活性,促进雄

6];IGF-I通过增加类固醇生成因激素向雌激素转化[

子-1(SF-1)的表达上调P450芳香化酶的表达和活

7]

性,促进雄激素向雌激素的转化[;EGF通过影响FSH受体的表达和孕酮的产生来调节颗粒细胞的

8]活动,抑制雌激素的合成,Ghersevich等[发现EGF

织中的雄激素水平。目前,关于P450芳香化酶在

PCOS妇女卵巢组织中的表达水平及调控机制尚不清楚。

一、PCOS卵巢组织中P450芳香化酶表达受限P450芳香化酶是雄激素转化为雌激素的限速酶,PCOS患者血清中雄激素水平升高,提示可能存在芳香化酶活性缺陷,有研究用PDGF刺激PCOS患者芳香化酶的活性,发现能有效促进卵巢颗粒细胞分泌E2,说明PCOS患者存在P450芳香化酶功能不足,刺激其活性能有效促进雄激素向雌激素转化;

14]Kafali等[使用芳香化酶抑制剂—来曲唑诱导雌性大鼠PCOS模型,取得与人PCOS相似的内分泌改15]

变及组织学变化;Deshpande等[研究认为,PCOS

在转录水平抑制芳香化酶的活性,同时EGF还抑制I型17羟甾脱氢酶mRNA的转录,使17羟甾脱氢

酶活性也下降,从而阻断了E1与E2间的转化,使E2合成量更少;TGF-α与EGF受体结合后可抑制颗粒细胞芳香化酶的活性从而减少E2的产生,这一抑制作

9]

用在PCOS患者的卵巢颗粒细胞中明显增强[。一些

药物如8溴环磷腺苷(8-Br-cAMP)、丙戊酸钠(VPA)、来曲唑等也是通过影响P450芳香化酶来起作用的,8-Br-cAMP是cAMP的类似物,可直接通过扩散方式进入细胞内,使底物蛋白磷酸化,进而影响内源性核酸内切酶活性,增强内源性P450芳香化酶侧链裂解酶的转录水平,促进雄激素向雌激素

10]的转化[;VPA能刺激P450芳香化酶mRNA的表达,

11]

引起雌激素分泌增加[;来曲唑是第三代芳香化酶抑制剂,能够抑制芳香化酶,阻断雄激素底物转化为雌激素,使循环周围靶组织的雌激素水平下降,

12]

增加卵泡对FSH的敏感性,促进卵泡生长[。

患者血循环中E2水平降低与细胞色素P450芳香化

酶mRNA水平降低有关。

二、P450芳香化酶表达正常或亢进

早期PCOS的研究认为,高雄激素血症是导致无排卵的主要因素,但临床观察发现,PCOS患者无论是否纠正雄激素过多,补充适量促性腺激素即可诱导卵泡发育,说明无排卵的主要因素不在于雄激素过多。实验室检查也发现,卵泡液中雌激素总体水平并不减少甚至升高,且E1>E2,表现为E2水平相对降低,提示P450芳香化酶的活性并未降低,而是作用的雄激素底物改变为雄烯二酮导致的E1/E2比值增高,PCOS妇女血清中持续高水平的LH刺激卵巢卵泡膜细胞和间质细胞产生大量的雄烯二酮也刺激

16]17]

了P450芳香化酶mRNA的表达[。Franks等[报道PCOS患者卵巢内雌激素反应明显升高,芳香化

18]

酶功能亢进;IaMarca等[在研究胰岛素增敏剂对PCOS的作用时发现,二甲双胍可以直接作用于卵巢,降低P450芳香化酶活性,减少雌激素的合成,并解除卵泡液中雌激素对FSH的负反馈,使FSH受体表达增多,促进卵泡发育,提示P450芳香化酶活性增高可能与PCOS患者卵巢功能障碍有关,有研究发现,使用芳香化酶抑制剂诱导排卵效果相当或优于

提示PCOS患者排氯米芬,尤其适用于PCOS患者,

19]

卵障碍可能与P450芳香化酶表达升高有关[。

P450芳香化酶在PCOS妇女卵巢中的表达是一个多调节因子作用的过程,2003年人类基因组计划的完成让我们认识到大多数疾病的发生是发生在

20]

蛋白质水平[,利用蛋白质组学的相关技术可能可以寻找到调节P450芳香化酶表达的特异蛋白质,进而丰富PCOS发病机制的研究,但相关研究报道P450芳香化酶的表达受多种调节因子的作用,

研究发现,这些调节因子往往是相互关联,相互影响的,而且在月经周期的不同时间调节的作用也存在差别,P450芳香化酶功能异常并非单一因素所至,P450芳香化酶mRNA阳性细胞本身对各种调

13]

节因子的反应性对其表达也存在密切的联系[。

P450芳香化酶与PCOS的关系

PCOS是高度异质性的临床症候群,不同患者的病理生理特征差异较大,约有50%的PCOS患者有高雄激素血症,其中的雄烯二酮在外周脂肪组织转化为E1,又由于卵巢内募集后发育的小窦状卵泡不能继续发育成熟,即优势卵泡选择受阻,无主导卵泡生成,持续分泌较低水平的E2,因而E1>E2,外周循环这种失调的雌激素水平使下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)脉冲分泌亢进,垂体分泌过量LH,升高的LH刺激卵巢卵泡膜细胞和间质细胞产生过量的雄激素,进一步升高雄激素的水平,从而形成“恶性循环”。卵巢颗粒细胞内细胞色素P450芳香化酶是雄激素转化为雌激素的最后一步限速

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青春期多囊卵巢综合征及其代谢特征

南京医科大学第一附属医院临床生殖医学中心(210029)李梅综述

刘嘉茵崔毓桂审校

多囊卵巢综合征是育龄妇女中常见的内分泌和代谢紊乱性疾病,以持续性无排卵和高雄激素血症为基

本特征。近年许多研究发现,多囊卵巢综合征越来越多地发生于青春期女性中,除对青少年的生活质量产生不利影响,还包括一系列不断增加的并发症,如:不孕症、高胰岛素血症以及相关的2型糖尿病、血脂代谢障碍及心血管疾病等。早期识别青春期多囊卵巢综合征,有利于及时纠正、阻断其内分泌紊乱,防止近期及远期并发症的发生。

关键词

多囊卵巢综合征

青春期

代谢综合征

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种起病多因性、临

床表现高度多态性的内分泌紊乱疾病。其在育龄妇女中的发病率约为5%~10%,青少年中PCOS的发病率目前尚无明确数据。近年来,许多学者发现PCOS的发病可追溯到青春期,育龄期PCOS可能是青春期PCOS的延续。但是由于青春期发育过程中生理性不规则排卵、高雄激素血症及多囊卵巢的形态学特点与PCOS的临床特征十分相似,常使青春期PCOS不易及时发现,造成诊断和治疗的延误。本

文就青春期PCOS的临床及内分泌代谢特点进行综

述,着重强调如何早期识别青少年中的PCOS。

青春期PCOS的临床特征

过去一直认为,PCOS是一个发生于育龄期的内分泌紊乱性疾病,但是近年研究表明PCOS最初表现为出生时的小于胎龄儿;到儿童时期,低出生体质量(LBW)儿出现快速生长,导致肥胖的发生及阴毛初现提前(PP);不排卵及高雄激素血症是其青少年时期的主要特点,同时代谢紊乱及心血管疾病的


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