凝血酶敏感蛋白-1与多囊卵巢综合征血管生成的研究进展

张婷，王超，张玉红，王芳芳，刘羽，刘宁，田婷婷，刘梅梅

(哈尔滨医科大学附属第二医院妇产科，哈尔滨 150081)

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是一种常见的育龄妇女内分泌疾病，影响4%～21%的育龄期女性，PCOS患者约占无排卵性不孕症患者的75%[1-2]。PCOS以慢性无排卵、临床或生化高雄激素血症、多囊卵巢形态为特征[3]。研究表明，PCOS除引起不孕症外，还可引起其他系统并发症，如心血管疾病、代谢综合征、2型糖尿病和子宫内膜癌等[4]。PCOS是一种由遗传、内分泌和环境等因素共同所致的疾病[5]。在女性生殖系统中，卵巢周期性血管生成和消退对于适当的卵泡发育、排卵和黄体形成均非常重要。研究发现，PCOS患者的卵巢存在血管生成异常[4]。彩色多普勒超声显示，PCOS患者卵巢增大、卵巢间质血管化和搏动指数增加、阻力指数降低[6]，为PCOS患者卵巢血流异常提供了有力证据。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是重要的血管生成标志物，可促进内皮细胞增殖、迁移，增加血管通透性。研究显示，PCOS患者卵巢VEGF水平升高[7]。同时，PCOS患者血清凝血酶敏感蛋白-1(thrombospondin-1，TSP-1)水平降低，参与PCOS患者卵巢异常血管生成的调节[8-9]。因此，针对TSP-1的靶向血管生成治疗可能是治疗PCOS的新途径。现就TSP-1与PCOS血管生成的研究进展予以综述。

1 TSP-1的结构与功能

TSP-1是首个被发现的天然血管生成抑制剂，也是人类血小板的主要成分[10]。TSP-1由6个结构域组成，包括N端、凝集素样球状C端、前胶原同源区以及Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型重复序列[11]。研究发现，TSP-1缺失的小鼠肿瘤生长更快、血管生成增加，而过表达TSP-1可减少转基因小鼠伤口愈合过程中发生的血管生成反应[12]，表明TSP-1在调节血管生长中发挥重要作用。

TSP-1具有多种功能，如介导细胞增殖、迁移和凋亡，还可在某些生理病理条件下发挥抗炎和抗血管生成作用[13]。TSP-1的Ⅰ型重复序列(type Ⅰ repeats，TSR1)是目前研究最多的抗血管生成结构域[11]。TSP-1可通过TSR1与CD36结合，抑制内皮细胞迁移并促进其凋亡，从而抑制血管生成[14]。研究发现，TSP-1与CD36相互作用触发信号级联反应，增加Fyn的磷酸化水平，进而通过激活胱天蛋白酶3和p38促分裂原活化的蛋白激酶形成促凋亡复合物，诱导内皮细胞凋亡，发挥抗血管生成作用；研究还发现，富含组氨酸糖蛋白可阻断CD36与TSP-1的结合，抑制TSP-1的抗血管活性[15]。还有研究发现，敲除富含组氨酸糖蛋白基因的Lewis肺癌模型小鼠肿瘤体积显著低于野生型和CD36基因敲除小鼠，同时其血管密度也显著低于CD36基因敲除和野生型小鼠[16]。这一发现表明CD36的存在对于TSP-1的抗血管生成活性非常重要。此外，TSP-1的C端结构域与CD47相互作用也可发挥抗血管生成作用[17]。然而，并不是所有的TSP-1结构域均可抑制血管生成，其N端具有促进血管生成活性，但由于完整的TSP-1可抑制血管生成，因此其N端结构域的促血管生成活性可能被其他结构域的抗血管生成活性掩盖[12]。以上研究表明，TSP-1在抑制血管生成方面具有重要作用，而CD36是其发挥抗血管生成作用的重要受体蛋白。

2 TSP-1与PCOS卵巢血管生成

正常组织和病理结构的生长依赖于新生血管输送营养与清除代谢废物[18]。成人卵巢的特点是广泛的、周期性的血管生成和消退。卵巢依赖于新生血管网络使卵泡和黄体获得氧气、营养物质及激素支持。异常血管生成参与病理性卵巢的发生发展，包括PCOS、卵巢癌以及卵巢过度刺激综合征等[19]。研究发现，PCOS进展与血管生成因子失调显著相关[20]。抗血管生成因子TSP-1可通过多种机制抑制PCOS患者的血管生成，主要包括与其他血管生成因子、炎症因子等相互作用发挥抗血管生成作用以及参与卵泡发育过程导致PCOS患者出现排卵异常和不孕症等[21]。

2.1PCOS卵巢血管生成 PCOS的形态特征包括异常的血管生成和小的无排卵性窦前卵泡积聚(卵泡闭锁减少)[22]。1995年，Zaidi等[23]首次报道彩色超声和脉冲多普勒超声检测到PCOS患者卵巢间质血流速度显著增加。此外，与健康对照者相比，PCOS患者卵巢间质血管形成增加[4]，表明PCOS患者卵巢确实存在异常血管化，而这些异常的血管化可导致PCOS患者无排卵、多囊状态等临床表现。血管生成是一个复杂的多步骤过程，涉及细胞外基质降解、内皮细胞迁移和增殖以及重组为管状结构，而卵巢内促血管生成因子与抗血管生成因子之间的协同作用可调节血管生成过程[24-25]，因此，血管生成因子失调可导致卵巢血管异常生成。

研究证明，PCOS患者血清TSP-1水平降低，而TSP-1在抑制卵巢血管异常生成中具有重要作用[9，24]。TSP-1的抗血管生成作用通过表达于血管内皮细胞的CD36和CD47受体直接传递，从而调节血管内皮细胞的迁移、增殖和凋亡，抑制新生血管的生成[26]。此外，TSP-1基因缺失小鼠卵巢血管密度增加3倍[18]。另有研究发现，锌指基因217是PCOS的易感基因，可通过调节芳香化酶的表达促进雌二醇合成并调控TSP-1表达，锌指基因217过表达可显著降低TSP-1信使RNA水平[27]。但具体作用机制目前尚不明确，还有待进一步研究。

2.2TSP-1与血管生成相关因子 研究发现，VEGF可刺激内皮细胞增殖、迁移和存活[7，24]。此外，PCOS患者血清VEGF水平显著升高，而血清TSP-1水平显著降低[24]。Garside等[28]通过TSP-1与VEGF组合培养的颗粒细胞研究两者在血管生成中的相互作用，结果发现，用VEGF处理可减轻TSP-1诱导的抗血管生成作用，提示TSP-1可通过抑制VEGF活性抑制血管生成。也有证据表明，TSP-1可阻断VEGF信号转导，在TSP-1存在的情况下，CD36可与VEGF受体2相互作用并形成受体复合物，从而抑制VEGF对VEGF受体2的磷酸化[29]。此外，TSP-1还可通过其他关键的信号通路发挥其抗血管生成作用。如TSP-1通过结合CD47阻断CD47与VEGF受体2的相互作用，从而抑制VEGF受体2磷酸化及其下游的信号转导[30]。TSP-1还可通过脂蛋白受体相关蛋白依赖机制结合VEGF并参与其清除，从而降低VEGF的生物利用度，抑制卵泡血管生成[21]。研究发现，TSP-1基因敲除小鼠卵巢VEGF水平显著增加、血管增多，同时卵巢形态发生改变[18]，提示卵巢VEGF水平升高可能是导致TSP-1基因敲除小鼠卵巢过度血管化的原因之一。以上研究表明，TSP-1通过与VEGF及其受体相互作用抑制VEGF的活性和卵巢血管生成。

转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)是一种强有力的血管生成因子，其在PCOS病理生理学中的作用通过血管生成的改变和对血管系统的影响介导[31]。研究发现，在血管生成和血管增加支持下，PCOS患者卵巢间质和膜中胶原沉积增加、血清TGF-β1水平升高，但卵泡液中的TGF-β1水平与健康对照者比较差异无统计学意义[32]。TGF-β1的分泌以一种不活跃的潜伏形式存在，在高尔基复合体中，无活性的、潜伏的TGF-β1被呋喃蛋白酶切割形成二聚体TGF-β1，二聚体TGF-β1通过与整合素、TSP-1和蛋白酶相互作用而被激活[33]。另有研究发现，TSP-1可通过TSR1的KRFK序列与潜伏期相关蛋白上的同源Leu-Ser-Lys-Leu序列相互作用，释放具有生物活性的TGF-β1，从而介导潜伏的TGF-β1激活[34]。以上研究表明，TSP-1可通过与TGF-β1相互作用发挥血管调控功能。

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是细胞外基质降解的关键因子，而细胞外基质降解是血管生成过程的第一步，MMP-2和MMP-9均是这一过程所必需的[35]。Dambala等[36]研究发现，PCOS患者血清内脂素、VEGF和MMP-9水平均高于健康对照者。还有研究发现，TSP-1可通过调控p38促分裂原活化的蛋白激酶磷酸化抑制MMP-9活性，进而抑制内皮细胞迁移和血管生成[26,37-38]。此外，TSP1与脂蛋白受体相关蛋白结合也是清除MMPs的重要机制[21]。另有研究表明，TSP-1缺乏可导致MMP-9水平升高，而MMP-9可通过释放细胞外基质中的VEGF促进血管生成[39]。临床试验表明，PCOS患者心血管疾病风险增加与内皮功能障碍密切相关，而MMP-9与PCOS患者内皮功能障碍显著相关[36]。另有观点认为，MMP-9参与卵泡闭锁和黄体退化，而PCOS患者MMP-9水平升高还可能与卵巢细胞外基质重构异常、多发性囊肿形成、卵泡闭锁以及慢性无排卵有关[40]。综上，MMP-9通过多种途径参与PCOS的病理生理改变，其血管生成功能通过TSP-1抑制MMP-9的活性实现。

还有证据表明，PCOS与慢性炎症有关，而慢性炎症又可能导致卵巢组织中的血管生成异常[24]。PCOS与低度全身炎症有关，表现为炎症标志物(如C反应蛋白、白细胞介素-18、单核细胞趋化蛋白-1)水平和白细胞计数升高以及内皮功能障碍、氧化应激增加[41]。Liu等[9]研究表明，无论PCOS患者是否肥胖，其TGF-β1、核因子κB水平均显著升高，而TSP-1水平均显著降低，核因子κB是一种重要的转录因子，参与炎症的启动、细胞的凋亡以及应激等过程。TSP-1可通过与CD47结合抑制一氧化氮-鸟苷酸环化酶信号通路，从而阻断白细胞与内皮细胞的黏附和激活，减少炎性血管生成[42]。TSP-1还可通过控制TGF-β1与细胞外失活剂的相互作用控制活性TGF-β1的生物利用度，而TGF-β1已被证明具有一定的促炎作用[43]。综上，TSP-1可通过多种途径参与PCOS的炎症反应过程。

2.3TSP-1与PCOS卵泡发育异常 PCOS等疾病引起的排卵失调或不排卵是女性不孕的重要因素[33]。研究表明，慢性无排卵是PCOS的临床特征之一，当PCOS患者卵泡直径达到7 mm时，卵泡就会停止生长，这种不能形成优势卵泡的情况可导致无排卵和不孕[22]。卵巢的卵泡形成受内分泌、旁分泌和自分泌因素的调节，同时卵泡的生长还需要充足的血液供应[28]。卵泡发生、排卵以及黄体发育过程中的生理性血管生成均需要血管生成因子的协同作用[19]。研究表明，卵泡发育异常与TSP-1介导的血管生成异常相关，在体外，TSP-1可通过阻断大鼠血管生成并诱导卵泡颗粒细胞凋亡影响大鼠卵泡的生长进程；在体内，猴卵巢卵泡闭锁期间TSP-1水平增加[44]，表明TSP-1可能通过抑制卵泡血管生成参与卵泡闭锁。然而，通过研究大鼠、牛和恒河猴模型发现，随着卵泡发育的进行，TSP-1和CD36的表达均降低[28]，表明TSP-1和CD36可抑制卵泡发育早期的血管生成。发育中的卵泡产生越来越多的雌二醇，而雌二醇可通过调节CD36的表达使TSP-1水平降低，减弱其对血管生成的抑制作用[27-28]。因此，雌二醇可能在卵泡发育过程中起抑制TSP-1表达的作用。另有研究表明，TSP-1虽然对恒河猴排卵周期中优势卵泡的出现无影响，但TSP-1模拟肽可阻断发育中卵泡的血管生成并增加窦前和早期窦卵泡的闭锁[45]，表明TSP-1可通过抑制卵泡血管生成影响卵泡发育，增加早期窦卵泡的闭锁，从而改善PCOS的多囊状态。

3 TSP-1在PCOS治疗中的潜力

PCOS以血管生成异常、小的无排卵性窦卵泡堆积、卵泡闭锁减少为主要特征[22]。目前，对于PCOS的治疗主要集中于改善临床症状、提高患者生育能力、减少远期并发症方面，包括使用口服避孕药抑制促性腺激素分泌以调节月经周期并降低雄激素水平、使用促排卵药物诱发排卵解决生育问题、使用胰岛素增敏药物(如二甲双胍)进行减肥以改善代谢障碍[46-47]。研究表明，卵泡发育和排卵障碍均与卵巢血管形成有关[48]。而针对PCOS患者血管异常生成方面的治疗仍处于研究阶段。腹腔镜卵巢透热疗法可改善或恢复周期卵巢功能，并可使排卵正常化>6个月[49]。但腹腔镜卵巢透热疗法的工作原理目前尚不清楚，可能与PCOS患者VEGF的循环浓度降低有关[50]。另有研究表明，约1/3接受9年腹腔镜下卵巢打孔术治疗的PCOS患者月经周期和生殖能力均长期改善，同时卵巢间质血流指数显著降低[51]。若卵巢血管破坏是卵泡闭锁和卵巢功能改善的原因，则抗血管生成内科治疗将成为新的治疗靶点，而VEGF、TSP-1等血管生成相关因子也将发挥治疗潜力[52]。

既往研究表明，应用VEGF受体抑制剂治疗可部分恢复脱氢表雄酮诱导的PCOS大鼠小卵泡堆积，减少囊肿形成，促进排卵与卵泡发育[53]。给予PCOS大鼠腹腔注射TSP-1发现，大鼠血清性激素紊乱以及卵巢排卵功能、组织形态均显著改善[54]。以上证据表明，抗血管生成治疗对于改善PCOS症状具有积极意义。有研究发现，PCOS患者服用二甲双胍6个月后，血管生成显著减少，血清TSP-1水平显著升高[8]。Liu等[55]研究表明，用口服避孕药炔雌醇环丙孕酮片治疗的PCOS患者卵巢血管生成减少、TSP-1水平显著升高。以上研究表明，TSP-1可改善PCOS的异常血管生成。因此，临床可通过多种途径影响TSP-1的表达，达到改善或治疗PCOS的目的。

TSP-1已被证实在PCOS患者卵巢血管异常和卵泡发育中起重要作用[28,45]，其抗血管生成作用依赖于组成中的肽片段，如TSR1具有显著的抗血管生成作用，因此TSP-1片段、合成肽和多肽模拟物均可用于临床PCOS的治疗[56]。Garside等[44]发现一种TSP-1的八肽模拟物——ABT-898，ABT-898可使猕猴窦卵泡的血管生成减少、卵泡期闭锁率增加，且不会阻止优势卵泡的出现。卵泡的生长需要维持血液供应，而VEGF与TSP-1间的平衡在调节卵巢血管生成中起重要作用，补充VEGF可促进优势卵泡的生长[52]。由于ABT-898具有抑制卵泡血管生成和促进有腔卵泡闭锁的双重作用，因此可作为抑制PCOS患者异常血管生成、诱导卵泡闭锁的新疗法。

4 小 结

血管生成异常是PCOS病理生理学的核心特征，可引起小的无排卵性窦卵泡堆积、卵泡闭锁减少，进而导致无排卵性不孕症，严重影响女性生育健康。而TSP-1可通过促进PCOS患者排卵和卵泡发育、改善卵巢血管异常生成，从根本上改善PCOS患者症状、促进患者排卵并提高其生育能力。目前，针对TSP-1-CD36抗血管生成作用的药物已进入临床试验阶段[57]。因此，未来可进一步研究阐明TSP-1在PCOS血管生成中的具体分子机制，从而通过促进TSP-1蛋白的表达、抑制PCOS卵巢局部异常血管生成，改善PCOS多囊状态，为PCOS患者提供新的治疗方法。