自噬缺陷在早发性卵巢功能不全发病中的作用及机制研究

自噬缺陷在早发性卵巢功能不全发病中的作用及机制研究
早发性卵巢功能不全(Premature ovarian insufficiency,POI)又被称为卵巢早衰(Premature ovarian failure,POF),是一种以卵巢功能过早衰退为特征的临床综合征,表现为月经异常(闭经、月经稀发或频发)和血清促性腺激素水平升高、雌激素降低。

POI不仅影响女性生育能力,更因内分泌紊乱增加了心血管疾病、骨质疏松等多种慢性疾病的患病风险,给女性的身心健康带来严重的威胁。

目前,POI的临床治疗措施主要是通过激素替代疗法维持月经,并可以缓解雌性激素缺乏引起的相关症状,但由于卵巢功能衰竭的不可逆性,尚无有效方法改善或恢复患者的卵巢功能。

因此,明确病因并阐明POI的发病机制对于风险人群的筛查、预警、早期诊断和干预具有重要意义。

POI病因复杂且高度异质,常见病因包括遗传因素、医源性因素、自身免疫异常、环境因素等。

遗传因素能解释大约20%-25%患者的发病原因,其中染色体异常是POI的主要病因之一,约占POI患者的15%;致病基因突变约占病因的10%左右,且多数致病基因与卵泡发生发育、减数分裂或DNA损伤修复过程相关。

另外,医源性损伤和自身免疫异常各占POI病因的10-15%,目前半数以上的患者病因仍不明确,有待于从多角度开展深入研究。

自噬是一种真核生物细胞中高度保守的自我降解途径,利用溶酶体内的水解酶对细胞内蛋白质和细胞器等一系列底物进行降解与循环利用。

自噬不只是简单的物质清理,而是能够帮助细胞自我更新和维持稳态,调节细胞代谢适应性并进行质量控制,各种原因引起的自噬异常可以导致肿瘤、神经退行性疾病等多种疾病的发生。

相关研究表明,自噬稳态的维持对于卵巢正常功能的发挥至关重要。

自噬参与调控卵母细胞和颗粒细胞的增殖、凋亡、分化等生物学过程,自噬的失调会导致卵泡发育障碍和闭锁,进而造成卵巢功能的衰退。

因此,我们推测细胞自噬调控的异常可能参与了POI的发生发展过程。

为了深入揭示细胞自噬异常在POI发病中的作用及内在机制,我们分别从卵巢颗粒细胞自噬缺陷及自噬相关基因突变这两个方面进行了研究。

在本文第一章中,深入探究了颗粒细胞自噬缺陷在POI发生中的作用及机制。

首先,利用mRNA表达谱芯片在10例生化异常期POI患者和10例正常对照的颗粒细胞中筛选差异表达的自噬相关基因,结果显示患者颗粒细胞中参与自噬调控的21个基因均出现显著下调,随后选取部分功能重要的差异表达基因在24例生化异常期POI和26例对照的独立样本中进行验证。

同时,在蛋白水平通过检测自噬标记物LC3B、p62证实了 POI患者颗粒细胞存在自噬缺陷。

为进一步探究自噬缺陷对颗粒细胞功能的影响,通过沉默ATG5、BECN1这2个表达下调的自噬相关基因,结合应用自噬抑制剂氯喹处理,造成颗粒细胞自噬缺陷。

结果发现,一方面,在基础状态下,自噬缺陷通过引起分化抑制性转录因子WT1的异常积累阻碍了颗粒细胞正常的分化进程,而颗粒细胞的增殖和凋亡未受明显影响;另一方面,在引起DNA损伤的应激条件下,自噬缺陷通过损伤颗粒细胞同源重组修复能力,造成DNA损伤修复效率低下,损伤的不断累积导致基因组不稳定性增加,进而使得损伤后细胞增殖能力下降。

该部分结果表明,自噬缺陷通过影响颗粒细胞分化和DNA损伤修复功能两方面参与了POI疾病的发生。

在本文第二章中,探讨了遗传因素导致的系统性细胞自噬缺陷是否参与了POI的发病,即自噬相关基因TMEM150B的突变是否参与了POI的发生。

TMEM150B是与自然绝经、早绝经和POI均明显相关的一个新基因,能够调控自噬过程并促进营养缺乏条件下细胞的存活。

我们对408例中国汉族POI患者进行TMEM150B基因突变筛查,发现了位于3’UTR区的2个新发突变和6个已知单核苷酸多态位点(SNP),但它们均不具有潜在致病性。

同时,我们还检测了在欧洲女性中与POI密切相关的内含子SNP rs11668344,然而该SNP的基因型频率和等位基因频率在中国汉族POI患者和对照组间均无显著差异。

以上结果提示,rMEM150B基因突变不是中国汉族女性POI发病的常见原因,自噬相关基因突变在POI发病中的作用有待进一步研究。

总之,本研究深入揭示了自噬缺陷在POI发病中的作用及其机制,为POI病因学研究提供了新的角度和思路,为POI的早期识别和干预提供了新的靶点,具有重要的理论价值和临床应用前景。