综述:关于衰老与长寿的机制性见解:对卵巢功能与健康的影响

《Tissue and Cell》:Mechanistic Insights into Aging and Longevity: Implications for Ovarian Function and Health

【字体: 时间:2026年03月14日 来源:Tissue and Cell 2.7

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  卵巢衰老由线粒体功能障碍、氧化应激、DNA损伤累积及PI3K/AKT/mTOR等通路失调引发,治疗需多靶点干预。

  
阿卜杜勒·哈利姆·哈拉特
沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学科学学院动物学系

摘要

卵巢衰老的特点是卵泡储备逐渐减少、线粒体功能障碍、氧化应激以及内分泌功能下降。本文综述了驱动卵巢衰老的分子机制,并评估了旨在延长生殖寿命的新治疗方法。主要的机制因素包括端粒缩短、DNA损伤累积、自噬能力减弱、慢性炎症以及PI3K/AKT/mTOR、AMPK和sirtuins等长寿相关通路的失调。这些相互关联的信号网络的紊乱会加速卵泡激活、颗粒细胞的凋亡以及卵子质量的下降。我们进一步讨论了针对这些通路进行干预的方法,包括mTOR抑制剂、AMPK激活剂、抗氧化剂、线粒体保护剂和某些营养补充剂。雷帕霉素、二甲双胍、白藜芦醇和褪黑素等化合物在临床前和早期临床研究中显示出良好的效果。营养和生活方式的调整可以补充药物治疗的作用。总体而言,深入理解卵巢衰老的分子机制为开发延缓更年期、保持生育能力和改善女性健康寿命的精准策略奠定了基础。

引言

衰老是一个普遍的生物学过程,其特征是生理功能逐渐下降以及分子和细胞损伤的累积(Li, Tian等人,2024年)。在各种器官中,卵巢特别容易受到衰老的影响,其衰老速度超过了其他组织(Aldawood等人,2022年;Harrath等人,2024年;Wu等人,2025年)。卵巢衰老表现为卵子数量和质量的减少,最终导致卵泡储备耗尽并引发更年期(Bochynska, García-Pérez等人,2025年)。鉴于卵巢激素(尤其是雌激素)在多种代谢、心血管、骨骼和神经过程中的关键作用,卵巢功能的下降对生育能力和生殖健康以及整体健康有着深远的影响(Harrath等人,2024年;Valera等人,2025年)。因此,更好地理解卵巢衰老为探究衰老和长寿的生物学机制提供了独特的视角。
多种分子和细胞机制与卵巢衰老有关,包括氧化应激和线粒体功能障碍的累积、端粒缩短和基因组不稳定、DNA修复能力减弱以及慢性低度炎症(Mani, Srivastava等人,2024年)。由于正常细胞代谢过程中产生的活性氧(ROS)的积累,氧化应激会导致卵子及其周围颗粒细胞的逐渐退化,最终导致卵泡闭锁(Jalouli等人,2022年;Rahman等人,2025年;Shen等人,2025年)。线粒体功能障碍也起着关键作用,因为能量供应不足会干扰正常的能量代谢,导致减数分裂异常和卵子质量下降(Wang, Xu等人,2025年)。在基因组层面,端粒缩短和持续的DNA双链断裂会导致染色体不稳定,从而引发生殖衰老(Patra, Naik等人,2024年)。表观遗传变化,如DNA甲基化和组蛋白修饰,也在调节与卵巢衰老相关的基因表达中起着重要作用(Rahman, Jalouli等人,2025年)。
此外,多个关键信号通路的紊乱也与卵巢衰老有关。已知调节卵泡激活、生长和存活的磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路处于过度激活状态,这会导致卵巢储备的过早耗尽(Jalouli等人,2022年;Chen等人,2025年)。感知能量压力的腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路和NAD+依赖的去乙酰化酶家族sirtuin是代谢稳态、自噬和基因组稳定性的关键调节因子(Ruderman, Xu等人,2010年)。这些通路的失调会加速卵泡丧失并降低卵子质量(Zhao, Dinh等人,2025年)。有趣的是,其中一些通路也是全身性长寿通路的关键组成部分,表明卵巢健康与衰老生物学之间存在密切关系。
从临床角度来看,卵巢衰老的影响不仅限于生殖问题和不孕症。原发性卵巢功能不全(POI)和早发性更年期等状况与骨质疏松症、心血管疾病、神经系统疾病和代谢综合征的风险增加有关(Nash和Davies,2024年)。另一方面,自噬通过降解WT1蛋白来调节卵巢颗粒细胞(GC)的分化,自噬不足可能参与卵巢功能障碍(Shao, Ke等人,2022年)。GC中EGP5的失调可能导致POI的发生,因为EGP5负责降解WT1蛋白(Liu, Chen等人,2023年)。因此,越来越重视保护卵巢功能对女性生殖结果和整体健康寿命的重要性(Johnson, Emerson等人,2025年)。随着全球预期寿命的延长,生殖寿命与总体寿命之间的差距不断扩大,这激发了人们对能够保护卵巢功能并延缓生殖衰老的干预措施的兴趣。
目前正在探索多种针对卵巢衰老的潜在干预方法和治疗方法(Harrath, Rahman等人,2024年)。生活方式和营养干预措施(如热量限制和锻炼)已被发现可以通过减少氧化应激和调节关键代谢通路来改善卵巢功能(Moustakli, Zikopoulos等人,2025年)。二甲双胍、雷帕霉素、白藜芦醇和辅酶Q10等药物在临床前模型中显示出潜力,其益处体现在改善线粒体功能、减轻炎症和诱导自噬方面(Palabiyik和Palabiyik,2025年)。此外,包括干细胞疗法和卵巢组织移植在内的再生医学方法也在探索中,以恢复卵巢储备并延长生殖寿命(Hanuman, Pande等人,2023年)。纳米粒子介导的药物递送这一新兴领域也为针对衰老通路进行精准干预提供了新的机会。
鉴于上述情况,全面了解卵巢衰老的分子基础对于开发有效的治疗策略至关重要。本文概述了目前关于卵巢衰老的分子和细胞机制的知识,并强调了与长寿相关通路的重要性。同时,还讨论了一些旨在保护卵巢功能和改善女性健康寿命的新治疗方法。该综述旨在连接基础研究和转化研究,为未来与卵巢衰老和长寿相关的研究和临床应用奠定基础。

卵巢衰老的分子机制

卵巢衰老过程是多方面的,涉及内在的细胞损伤、信号通路失调以及环境因素的影响(Kaltsas,2025年)。这些机制共同加速了卵子数量和质量的下降,破坏了卵泡生成,并影响了激素稳态。在图1中,我们简要概述了卵巢衰老的关键分子驱动因素。

卵巢健康中的关键长寿通路

卵巢衰老与多种细胞信号通路有关,这些通路控制着能量代谢、应激反应和细胞稳态的维持。维持卵巢功能和存活的关键通路包括磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/AKT/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路、AMP-活化蛋白激酶(AMPK)通路、sirtuin通路以及FOXO家族转录因子等。

卵巢衰老与长寿的治疗干预

鉴于卵巢对生育能力和健康的重要性,保护卵巢功能的策略在生殖健康和衰老研究中备受关注。这些策略包括药物、植物化学物质、生活方式和饮食干预、再生疗法以及改进的药物递送系统。这些方法旨在减少氧化应激、改善线粒体功能、影响各种信号通路并延缓卵巢储备的耗尽。

卵巢衰老与长寿的临床视角和转化研究

卵巢衰老既是基本的生物学过程,也是具有重大临床意义的问题,对生育能力、更年期和女性长期健康有着深远影响(Cavalcante, Sampaio等人,2023年)。将机制发现转化为临床诊断和治疗方法对于提高生殖寿命和健康至关重要(Giudice, Oskotsky等人,2023年)。这一主题定义了重要的治疗方向,包括卵巢储备的标志物和生育能力指标等。

卵泡耗竭过程中的卵巢基质微环境和细胞外基质重塑

除了卵子和颗粒细胞本身的异常外,卵巢卵泡基质对于维持卵泡稳态也至关重要。卵巢皮质由胶原蛋白、弹性蛋白、纤维连接蛋白、层粘连蛋白和蛋白聚糖组成的动态细胞外基质(ECM)网络构成,这些成分共同决定了组织的生物力学特性(Félix和Silva,2025年)。最近的研究表明,与年龄相关的卵巢基质变化在卵巢衰老中起着重要作用。

基于机械生物学的治疗策略:体外激活(IVA)、无药物IVA和WOLI

卵巢机械生物学的最新进展催生了新的治疗策略,旨在通过关注关键分子通路(特别是PI3K/AKT和Hippo信号通路)来重新激活休眠的卵泡(Wang和Yang,2025年)。体外激活(IVA)最初涉及卵巢皮质的破碎,并在自体移植前进行短暂的Akt刺激(Vo和Kawamura,2021年)。机械性破碎会

富含血小板的血浆(PRP)作为卵巢再生的策略

富含血小板的血浆(PRP)作为一种再生方法,已被证明可以增强卵巢功能,适用于卵巢储备减少或原发性卵巢功能不全的女性(Moustakli, Potiris等人,2025年)。PRP是一种自体生物制品,富含血小板和生长因子,如血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-β(TGF-β)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)(Wu, Chen等人,

局限性与未来方向

在理解卵巢衰老的分子机制和治疗方法方面已经取得了显著进展。然而,仍有许多重要空白需要填补,克服这些挑战对于将基础研究发现转化为能够改善生殖寿命和健康寿命的临床干预措施至关重要。

结论

卵巢年龄是女性系统性衰老的最早和最敏感的标志之一,显著影响生育能力、内分泌平衡和长期健康。氧化应激平衡、线粒体完整性、端粒保护、自噬过程、炎症反应和营养感知通路(包括PI3K/AKT/mTOR、AMPK、sirtuins和FOXO)的同步紊乱加速了卵泡的耗尽和卵子质量的下降。
未引用的参考文献
(Harrath等人,2022年;Vo和Kawamura,2021年;Wu等人,2025年;Wu等人,2025年)
资助
本研究由沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的正在进行的研究资助计划(ORF-2026-17)资助。
CRediT作者贡献声明
阿卜杜勒·哈利姆·哈拉特:撰写综述和编辑、撰写初稿、进行研究及概念构思。
致谢
作者感谢沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学的正在进行的研究资助计划(ORF-2026-17)的支持。
利益声明
作者声明没有利益冲突。
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