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处理完成 综述:卵泡闭锁机制:聚焦细胞凋亡、自噬和铁死亡
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Frontiers in Endocrinology 4.6
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本文系统阐述了卵泡闭锁过程中三种关键的程序性细胞死亡机制:细胞凋亡(Apoptosis)、自噬(Autophagy)和铁死亡(Ferroptosis),探讨其在多囊卵巢综合征(PCOS)和早发性卵巢功能不全(POF)等疾病中的作用,为改善生殖健康提供理论基础和治疗策略。
卵泡闭锁是女性生殖系统中一种至关重要的生理现象,它确保了高质量卵母细胞(oocyte)的选择,通过消除不可存活的卵泡来维持卵巢稳态。在女性的一生中,高达99.9%的卵泡会经历这一自然的退化过程,但过早或失调的卵泡闭锁(atresia)可能导致多囊卵巢综合征(PCOS)和早发性卵巢功能不全(POF)等病理状况。
卵泡闭锁涉及复杂的分子机制,主要包括三种程序性细胞死亡方式:细胞凋亡(apoptosis)、自噬(autophagy)和铁死亡(ferroptosis)。这些过程在卵泡发育的不同阶段共同调节着卵泡的命运。
在原始卵泡阶段,卵母细胞与颗粒细胞(granulosa cell)之间的信号失衡是导致卵泡闭锁的主要原因。糖原合成酶激酶-3β(GSK3β)在减数分裂前期I的卵母细胞存活中发挥关键作用,通过调节β-catenin的转录活性影响P63的时空表达模式。特异性蛋白1(SP1)调控原始卵泡的形成和激活,而机械靶标 rapamycin 复合物1/KIT配体(mTOR1/KITL)通路也参与此过程。此外,iroquois同源框3(IRX3)和iroquois同源框5(IRX5)是卵母细胞与颗粒细胞间串话的关键因子。
随着卵泡发育进入初级和次级阶段,超过50%的卵泡会发生闭锁。这一阶段的细胞凋亡主要由线粒体途径介导,涉及Bcl-2家族蛋白的调控。促凋亡蛋白如Bax和Bad促进线粒体膜通透性增加,导致细胞色素c释放并激活caspase级联反应,最终引发细胞死亡。抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL则起到保护作用。
自噬作为一种细胞自我降解机制,在卵泡发育和闭锁中同样扮演重要角色。在原始卵泡中,蛋白磷酸酶4调节卵母细胞的自噬以维持卵泡存活。在窦前和窦状卵泡阶段,自噬活性增强,清除受损的细胞器和蛋白质聚集体,为细胞提供营养和能量。然而,过度激活的自噬会导致颗粒细胞死亡,进而引起卵泡闭锁。PI3K/AKT和mTOR信号通路在此过程中发挥关键调控作用。
近年来发现的铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式,在卵泡闭锁中也发挥重要作用。谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)是调控铁死亡的关键酶,其表达下降会导致活性氧(ROS)积累,引发细胞膜脂质过氧化和细胞死亡。化疗药物如环磷酰胺可通过HO-1和ROS介导的线粒体功能障碍诱导颗粒细胞发生铁死亡,从而导致卵泡闭锁。子宫内膜干细胞(EnSCs)可通过上调核因子E2相关因子2(NRF2)表达,促进SLC7A11-GPX4轴的表达来抑制颗粒细胞的铁死亡。
在临床应用方面,针对卵泡闭锁的治疗策略主要包括激素疗法和靶向细胞死亡通路的干预措施。促卵泡激素(FSH)与其受体相互作用促进卵泡生长和成熟,人绒毛膜促性腺激素(hCG)模拟黄体生成素(LH)的作用刺激卵巢并促进成熟卵泡排卵。雌激素如雌二醇通过作用于雌激素受体调节卵泡发育。螺内酯等抗雄激素药物可增强PCOS患者的卵泡发育,胰岛素增敏剂如二甲双胍通过改善胰岛素抵抗间接促进卵泡成熟。
此外,一些药理学试剂也被证明能有效抑制卵泡闭锁。铁螯合剂如去铁胺和羟胺甲磺酸可螯合过量的游离铁离子,防止卵泡损伤。铁死亡抑制剂如ferrostatin-1(Fer-1)和子宫内膜干细胞可通过抑制铁死亡恢复细胞活力,减轻化疗药物对颗粒细胞的有害影响。
未来的研究方向应重点关注这些细胞死亡通路之间的相互作用及其在卵泡闭锁中的精确机制。SIRT3在衰老卵巢中同时激活自噬和铁死亡,深入探索这些细胞死亡通路间的交互作用有望为开发创新治疗方法提供新思路。通过靶向调控这些分子机制,可能提高生育率并改善卵巢闭锁患者的生存质量。
总之,对细胞凋亡、自噬和铁死亡在卵泡闭锁中作用的深入研究,不仅有助于更全面地理解这一生理病理过程的机制,也为发现新的治疗途径提供了理论基础。这项研究为应对卵泡闭锁相关的挑战提供了新的视角和机遇。
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