多囊内分泌代谢性卵巢综合征中卵巢微血管内皮细胞迁移的失调机制研究

《Current Issues in Molecular Biology》：Ovarian Microvascular Endothelial Cell Migration Is Dysregulated in PMOS

　　

本研究的目的是探讨取自多囊内分泌代谢性卵巢综合征（polyendocrine metabolic ovarian syndrome, PMOS）女性的卵巢微血管内皮细胞（ovarian microvascular endothelial cells, OMECs）与取自健康卵母细胞捐献者的细胞相比，是否表现出改变的血管生成反应。这是一项基于实验室的横断面研究，使用取自废弃卵泡抽吸物的健康卵母细胞捐献者卵巢微血管内皮细胞（HOMECs）和PMOS患者卵巢微血管内皮细胞（PMOMECs）。研究人员采用定量PCR（qPCR）和免疫荧光法评估VEGF受体（FLT1、KDR）和PGE2受体（PTGER1–4）的mRNA及蛋白表达。研究人员在体外用VEGFA、PGE2或受体选择性激动剂处理OMECs。通过多孔膜插入培养小室和活细胞追踪定量评估细胞迁移；通过BrdU掺入法测量细胞增殖。HOMECs和PMOMECs的FLT1和KDR mRNA及蛋白水平相似。PMOMECs中PTGER2 mRNA较高，而PTGER3 mRNA较低。VEGFA和PGE2显著刺激HOMECs的迁移和增殖。相比之下，PMOMECs在PGE2或选择性PTGER激动剂作用下未表现出迁移增加，而VEGFA诱导的迁移仍与HOMECs相当。活细胞追踪显示，与HOMECs相比，PMOMECs迁移导致总体净移动距离减少和方向持续性降低（直线运动减少）。这些研究结果表明，来自PMOS女性的卵巢微血管内皮细胞对PGE2的血管生成反应受损，这可能有助于PMOS中卵泡生长改变和无排卵的发生。

论文解读：多囊内分泌代谢性卵巢综合征中卵巢微血管内皮细胞迁移失调的研究进展

多囊内分泌代谢性卵巢综合征（polyendocrine metabolic ovarian syndrome, PMOS）是女性中最常见的内分泌疾病，既往称为多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome, PCOS），影响美国及全球约6%–12%的育龄女性。PMOS以排卵稀少或缺失、多囊卵巢形态以及临床或生化高雄激素血症为特征。当前治疗主要针对多毛和不孕等症状，而PMOS的根本原因仍未阐明。PMOS女性即使校正肥胖和胰岛素抵抗等相关因素后，其心血管疾病及妊娠相关心血管并发症的风险仍增高，提示PMOS患者可能存在潜在的宏血管和微血管差异。卵巢血管系统在PMOS女性中发生改变，彩色多普勒研究显示PMOS女性卵巢间质血流和血管分布较对照组增加。二甲双胍和腹腔镜卵巢打孔术等干预措施可恢复卵巢间质血流并改善排卵功能，间接提示卵巢血管系统与健康卵泡之间存在联系。异常卵泡发育是PMOS的标志性特征：PMOS卵巢中常积累大量窦卵泡（直径2–8 mm），但其中许多卵泡不能进展至排卵前大小（16–22 mm）并排卵。卵巢微血管系统是卵泡生长和成熟的关键调节因素。原始卵泡和初级卵泡缺乏专门血管供应，血管化对于卵泡向次级和窦状卵泡阶段过渡至关重要。血管供应更丰富的卵泡表现出更好的生长和更高的进展至窦状卵泡及之后的概率。健康的窦状卵泡在膜层内具有更大的毛细血管密度。随卵泡成熟，促血管生成因子如血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factor A, VEGFA）和前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2）在促进内皮细胞迁移、增殖和毛细血管出芽中发挥关键作用。在PMOS中，卵泡液和血清中VEGFA和PGE2等血管调节因子水平升高。既往研究已证明VEGFA和PGE2可刺激健康卵母细胞捐献者来源的卵巢微血管内皮细胞（HOMECs）在体外迁移和增殖，但PMOS女性卵巢内皮细胞的功能此前尚未被研究。

为填补这一空白，研究人员从美国东弗吉尼亚医学院琼斯生殖医学研究所获取废弃的人卵泡抽吸物，分离并建立了来自健康卵母细胞捐献者（HOMECs）和PMOS患者（PMOMECs）的原代卵巢微血管内皮细胞（OMECs）细胞系，共建立4个HOMEC细胞系和6个PMOMEC细胞系，每个细胞系均来自单独的个体。PMOS组患者符合鹿特丹共识标准（至少满足以下三项中的两项：排卵稀少或无排卵；临床和/或生化高雄激素血症；盆腔超声示多囊卵巢形态）。研究人员通过定量PCR（qPCR）和免疫荧光检测VEGFA受体（FLT1、KDR）和PGE2受体（PTGER1–4）的mRNA和蛋白表达；通过BrdU掺入法测量细胞增殖；通过多孔膜插入培养小室和活细胞追踪评估细胞迁移。研究结果显示：HOMECs和PMOMECs的FLT1和KDR mRNA及蛋白水平相似；PMOMECs的PTGER2 mRNA显著高于HOMECs，而PTGER3 mRNA显著低于HOMECs，PTGER1和PTGER4 mRNA水平在两类细胞中相似。在增殖方面，VEGFA、FLT1选择性激动剂PGF以及PGE2均可刺激HOMECs和PMOMECs的增殖，而KDR选择性激动剂VEGFE对两类细胞的增殖均无影响。在迁移方面，VEGFA及其受体选择性激动剂PGF和VEGFE均可刺激HOMECs和PMOMECs的迁移；PGE2仅在较高浓度（1 μM）下显著刺激HOMECs的迁移，而PMOMECs在任一浓度的PGE2或任何选择性PTGER激动剂（17-苯基三去甲PGE2、丁普罗斯特、硫普罗斯通和PGE1醇）作用下均未表现出迁移增加。活细胞追踪分析显示，与HOMECs相比，PMOMECs的净位移（起点到终点的直线距离）显著减小，方向持续性（位移与总路径长度之比）显著降低，而总移动距离和速度无显著差异。

讨论部分指出，PMOMECs中PGE2介导的迁移受损具有受体选择性——PGE2受体选择性激动剂完全复现了这一缺陷，而VEGFA及其受体激动剂仍能有效促进迁移，说明PMOMECs并非整体失去迁移能力，而是前列腺素信号通路存在特异性改变。受体表达数据中PTGER2升高和PTGER3降低可能改变下游促迁移信号的平衡。活细胞追踪结果提示PMOMECs保留运动能力但表现为更随机的迁移方向，而持续、定向的迁移对血管生成至关重要，因为内皮细胞必须依赖血管生成梯度或细胞外基质线索形成有序的血管网络。PMOMECs中定向迁移受损可能扰乱微血管重塑，导致对卵泡生长和成熟的血供支持不足。PGE2和VEGFA均能刺激PMOMECs增殖，提示PMOS患者OMECs中PGE2受体的增殖信号通路仍然保留。FLT1激活促进增殖而KDR激活不促进增殖的结果与既往研究一致，也与FLT1驱动内皮细胞增殖、KDR主要介导迁移和毛细血管出芽的总体证据相符。PMOS女性在血流介导的扩张测试中表现出微血管功能障碍，PMOS特异性iPSC来源内皮细胞的研究也提供了内源性和雄激素介导的内皮功能障碍的直接证据。本研究表明内皮功能障碍是PMOS的一个特征，且血管反应异常仅限于特定器官、功能和信号通路。讨论还强调，原始和初级卵泡缺乏专门血管供应，依赖扩散进行气体交换和营养供给；次级卵泡向窦状卵泡过渡时膜层的血管化支持持续生长；排卵期促性腺激素刺激后黄体颗粒细胞层内快速血管生成支持功能性黄体发育。PMOS中卵泡生长常在小型窦状卵泡阶段停滞，尽管整体卵巢血管分布增加，但其潜在机制尚不明确且可能涉及多因素。越来越多研究提示卵巢血管功能的定性缺陷是PMOS生殖功能障碍的促成因素。Patil等人近期研究表明血管生成相关基因及其microRNA调控因子在PMOS卵巢细胞中表达失调，提示额外机制可能损害卵巢血管化和卵泡发育。本研究结果进一步表明，内皮细胞功能障碍（特别是PGE2介导的迁移受损）可能破坏支持健康窦卵泡生长和排卵期血管生成所需的动态微血管重塑。

研究结论为：来自PMOS女性的卵巢微血管内皮细胞表现出整体迁移表型减弱，并对PGE2介导的血管生成反应存在选择性损伤。内皮细胞迁移减少可能导致PMOS中观察到的卵泡生长紊乱和无排卵。该结果强调了卵巢微血管系统在卵泡成熟中的重要性，并为未来研究内皮细胞功能障碍在PMOS病理生理学中的作用提供了框架。本研究的优势包括使用来自特征明确的PMOS患者和健康卵母细胞捐献者的原代人OMECs，对OMECs增殖和迁移进行了功能评估，并评价了受体特异性反应。局限性包括样本量适中以及体外实验可能不能完全反映体内血管动力学；研究评估了受体表达和功能结果，但未评价受体后信号通路。未来研究应探索PMOMECs中PGE2信号受损的分子机制，包括PTGERs的下游效应因子及与其他血管生成因子的潜在相互作用，以及调节前列腺素信号能否改善PMOS卵巢微血管系统并更好地支持卵泡生长的转化研究。