综述：卵巢衰老中的线粒体功能障碍

《Chinese Medical Journal》：Mitochondrial dysfunction in ovarian aging

本综述系统阐述了线粒体功能障碍通过影响动力学、生物合成、能量代谢及自噬/凋亡等核心生物学行为，加速卵巢储备功能下降与卵母细胞质量衰退的分子机制（如SIRT2、IGF1、GAS6等关键靶点），并前瞻性评述了中医药、干细胞疗法及线粒体替代技术等靶向干预策略在延缓卵巢衰老中的临床应用潜力与挑战。

　　

引言

随着社会经济的发展，女性生育年龄显著推迟，高龄生育带来的不孕问题日益凸显。卵巢衰老的核心特征是卵泡池中卵母细胞数量与质量的进行性下降，而近年研究揭示，线粒体功能障碍在此过程中扮演了关键加速器的角色。线粒体作为细胞的能量工厂和代谢中心，其功能异常涉及线粒体DNA（mtDNA）改变、动力学失衡、氧化应激增强、膜电位（MMP）降低及稳态失调等多重机制，共同促成卵巢储备耗竭和生殖潜能衰退。

线粒体功能生物学

线粒体是由双层膜包被的细胞器，划分为外膜（OMM）、内膜（IMM）、膜间隙和基质四个功能区室。其核心功能包括通过氧化磷酸化（OXPHOS）产生三磷酸腺苷（ATP）、调控类固醇激素合成（如颗粒细胞（GCs）中的StAR和CYP11A1蛋白）、以及通过线粒体自噬和凋亡（涉及Cyt c、Caspase-9/3、BAX/BCL-2通路）执行细胞质量控制。线粒体动力学（融合/分裂）由Mfn1/2、OPA1、DRP1等GTP酶精密调控，其形态和分布的动态变化直接反映细胞代谢状态。

卵巢衰老中线粒体功能的分子图谱

线粒体动力学

LRRK2通过调控ROCK/cofilin/fascin等肌动蛋白相关蛋白，影响小鼠卵母细胞减数分裂中纺锤体迁移和线粒体的时空运动。SIRT2通过上调MFN2、抑制DRP1表达平衡线粒体融合/分裂，并依赖TFAM促进生物发生，维持膜电位（MMP）和ATP生产。MIRO1锚定于线粒体外膜，驱动其沿细胞骨架分布，确保减数分裂中期I（MI）染色体正常排列。此外，卵母细胞中由ZAR1介导的线粒体相关核糖核蛋白域（MARDO）对母源mRNA的稳定储存及线粒体定位至关重要。

线粒体生物合成

IGF1通过激活PI3K/AKT/NRF-1/GSK3β/PGC-1β信号级联，增强斑马鱼卵母细胞OXPHOS相关核DNA（nDNA）和mtDNA编码的MRC亚基表达，促进G2/MI期转换。GDF-9能提升绵羊次级卵泡线粒体活性。OXR1A通过上调超氧化物歧化酶1（sod1）和过氧化氢酶（cat）表达减轻氧化损伤。小鼠中IMMP2L缺失会破坏复合物I+III活性，导致超氧化物过量产生。MARCH5敲低引起ATP含量下降、mtDNA拷贝数减少及ROS累积，扰乱MI期动粒-微管连接。NAMPT则通过调控FoxO3a表达改善老年小鼠卵母细胞线粒体热力学和能量代谢。

线粒体生物合成与类固醇生成

高龄女性GCs和卵丘细胞（CCs）中SIRT3蛋白表达及其介导的谷氨酸脱氢酶去乙酰化活性下调，导致代谢重编程和类固醇合成异常。牛CCs中ID3通过下调Parkin、DRP1，上调MFN1/2促进线粒体融合，并刺激StAR、CYP11A1、HSD3B1表达，加速胆固醇向孕酮转化。山羊卵巢GCs中，NMS通过NMUR2/YAP1/PPARGC1A信号通路调控线粒体融合/分裂基因及类固醇生成关键酶，同时增强MRC活性和清除ROS能力，促进卵泡发育。

线粒体凋亡与自噬

GAS6在老年小鼠中通过抑制mTOR、激活自噬相关基因诱导线粒体自噬，改善胞质成熟，并提升mtDNA拷贝数、ATP和谷胱甘肽（GSH）水平。绵羊CCs中SIRT2敲除通过激活MAPK15增强Parkin介导的线粒体自噬，同时触发CASP3/9活化和Cyt c释放。小鼠GV期卵母细胞中PKD缺失导致线粒体聚集、OXPHOS受阻及ROS累积，其通过促进ULK1磷酸化调控LC3、p62，并上调Parkin、降解MFN2启动自噬。人DOR患者GCs中miR-484过表达通过抑制YAP1转录诱导线粒体依赖性凋亡。LARS2缺陷通过破坏E2F1与MFN2启动子结合，下调MFN2，同时激活BAX/Cyt c/CASP3/BCL-2凋亡通路。LONP1表达下调引起AIFM1从胞质向核转位，导致次级卵泡卵母细胞死亡。老年小鼠MI期卵母细胞中RAB7水平下降、PRKN升高，二者相互作用干扰受损线粒体清除，而RAB7通过驱动DRP1 Ser616位点磷酸化调控线粒体分裂，维持纺锤体定位。

线粒体作为临床治疗新靶点

中医药

多项研究证实中医药方剂可通过调控线粒体相关通路延缓卵巢衰老。Zuogui pills（ZGP）降低BAX/BCL-2比值及Cyt c释放；Dendrobium officinale polysaccharide（DOP）抑制NF-κB炎症和p53/BCL-2凋亡；Huyang Yangkun formula（HYF）下调aquaporin 8和CASP3，提高BCL-XL/BAX比值；Jian-Pi-Yi-Shen（JPYS）改善线粒体生物合成与动力学，抑制ASK1/JNK磷酸化；Transcutaneous electrical acupoint stimulation（TEAS）调节BCL-2/BAX表达。He’s Yangchao Recipe（HSYC）、Yu Linzhu、Kuntai capsule等可修复线粒体超微结构，Kai Yu Zhong Yu（KYZY）还能上调MRC和ATP合成相关基因。

干细胞移植

人脐带间充质干细胞（hUCMSCs）移植可抑制POI大鼠卵泡膜细胞（TICs）中NR4A1线粒体转位及BAX/Cyt c/CASP9/3介导的凋亡，并通过抑制GSK3β增强睾酮合成。子宫内膜间充质干细胞（EnMSCs）来源线粒体注射改善老年小鼠卵母细胞非整倍体和纺锤体异常，提升MMP和mtDNA拷贝数。月经血来源间充质干细胞（MenSCs）及其线粒体可逆转年龄相关线粒体功能紊乱。骨髓间充质干细胞（BMSCs）移植恢复MII期线粒体极性分布，人羊膜来源间充质干细胞（hAMSCs）通过AMPK/FoxO3a通路调控自噬。hAMSCs来源外泌体（Exos）中miRNA-320a通过抑制SIRT4–OPA1轴减轻氧化应激，恢复自噬平衡。

线粒体替代疗法

异源线粒体移植技术包括部分胞质置换（如将健康供者卵胞质注入受体卵）和全胞质置换（如原核移植PNT、纺锤体移植ST、生发泡移植GVT、极体移植PBT）。ST能显著改善高龄女性卵母细胞染色体非整倍性，且线粒体携带率低。自体移植（AUGMENT）则利用患者自身卵巢皮质中的DDX4阳性卵巢干细胞（OSCs）提取线粒体，通过ICSI同步注入卵母细胞，但其疗效与安全性仍需进一步验证。

结论

线粒体功能障碍是卵巢衰老的核心环节，涉及多重分子机制。靶向线粒体的干预策略（如中医药、干细胞、线粒体替代）为延缓生殖衰老提供了新思路，但其临床转化仍面临机制复杂性、技术精准性及伦理安全性等挑战，需更多基础与临床研究深入探索。