富血小板血浆治疗卵巢早衰的研究进展!

2023-10-09 生殖医学论坛 生殖医学论坛

本文就卵巢早衰机制,富血小板血浆在氧化应激、卵泡发育、信号通路等层面对卵巢的作用等最新研究作一综述,探究富血小板血浆治疗卵巢早衰研究进展。

卵巢早衰(premature ovarian failure,POF)是指在40岁之前出现卵巢功能衰竭的一种生殖内分泌疾病,以原发或继发性闭经为主要特征,伴随血清卵泡刺激素水平升高和雌激素水平降低,表现为潮热多汗、面部潮红、性欲低下等。

其全球发病率约1%~2%,在我国发病率可达3%。近年来,卵巢早衰的发病率逐年上升,发病年龄逐年提前,而女性的生育年龄逐年推后,生育问题成了国家社会难题,亟待解决。然而,卵巢早衰是一个递进过程。在早期,患者体内仍残存一定数量的卵泡,若在此时及早进行干预,也许可以挽救其生育能力。

有研究表明,富血小板血浆(platelet rich plasma,PRP)具有保护卵巢功能的作用。本文针对PRP的功能来探讨PRP治疗卵巢早衰的可能作用机制。

一、卵巢早衰的发病机制研究进展

卵巢作为女性的性腺,其主要作用为分泌生殖激素和产生卵母细胞。卵巢总卵泡数量有限且不可补充。随着女性年龄的增长,卵泡数量逐年减少,从胚胎时期的600万~700万个生殖细胞消减至围绝经期几千枚卵泡数量。若卵泡数量减少过快,可能会导致卵巢早衰,但这个过程复杂,病因繁多,发病机理不详。

1.氧化应激与卵巢早衰:卵巢早衰与氧化应激息息相关。氧化应激可引起异常卵泡闭锁,损害卵母细胞减数分裂,缩短端粒酶寿命,影响线粒体功能。线粒体功能障碍是衰老的标志之一,在线粒体中,存在一种蛋白酶可以去除错误折叠和聚集的蛋白质来维持蛋白质稳态和线粒体质量。若小鼠中线粒体蛋白酶缺失,将会导致卵巢卵泡数量减少和抗缪勒管激素降低,表现为卵巢早衰的临床症状。

线粒体DNA是衡量线粒体功能的另一个指标,单个卵母细胞包含数十万个线粒体DNA,这些线粒体DNA可以提供足够的ATP来保证精卵结合并支持胚胎发育。线粒体DNA拷贝数会随着年龄的增长在各种组织中持续下降,但在卵巢早衰期间,线粒体DNA拷贝数下降速度会更快。

2.卵巢周围环境的衰老:卵巢早衰不仅仅是卵母细胞的衰老,还包括周围环境的衰老,包括颗粒细胞及细胞外基质。颗粒细胞是组成卵泡的最大细胞群,是雌孕激素的主要来源。

颗粒细胞可以分为两组:一组是紧邻基膜的壁层颗粒细胞,排卵后壁层颗粒细胞就变成黄体细胞的一部分,产生支持胚胎植入子宫内膜的孕激素;另一组是环绕在卵母细胞周围的卵丘细胞,它能够促使卵母细胞成熟。在卵巢衰老过程中,颗粒细胞凋亡坏死,影响miRNA功能作用,减少雌激素的分泌,最终导致卵泡闭锁。Jiang等发现颗粒细胞中的m6A mRNA去甲基化酶可延缓卵巢衰老的进展,这也侧面说明颗粒细胞可影响卵巢功能。

卵巢的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)包含基底层、卵丘-卵母细胞复合体和基质。卵泡最初被卵巢基质包围,后从卵巢皮层移动到柔韧的髓质中发育生长,最终回到卵巢皮层排卵。卵巢基质中含有丰富的免疫细胞,其中最丰富的细胞是巨噬细胞。巨噬细胞可以经典地活化成M1,交替活化成M2表型。

Zhang等发现随着年龄的增长,巨噬细胞的总数不会改变,M1/M2的比例却会改变,主要表现为M2巨噬细胞增加,M1巨噬细胞减少。前者在感染后期活跃,重塑ECM和促进组织修复,导致卵巢纤维化,是衰老的表现之一。后者存在于炎症的急性期,产生促炎细胞因子,如IL-6和TNF-α,在衰老卵巢中含量丰富。此外,除了M1和M2细胞外,在老年卵巢中还发现了独特的多核巨噬细胞群。这些都暗示衰老卵巢周围微环境与免疫应答息息相关。

3.目前涉及卵巢早衰的信号通路:卵巢功能的平衡往往由卵巢储备功能的消耗及原始卵泡的激活来决定。在原始卵泡的激活过程中,存在两条重要信号通路:PTEN/PI3K/Akt信号通路和FOXO3a的磷酸化。

PTEN/PI3K/Akt信号通路是控制原始卵泡募集和生长的信号通路之一,其主要作用是使细胞生长、分化和新陈代谢,以及维持基因组完整性。该信号通路加速,可能导致原始卵泡过度激活。非磷酸化的FOXO3a维持原始卵泡处于静止状态。反之,FOXO3a的过度磷酸化会导致原始卵泡的整体激活,进而卵巢早衰。在这个过程中,颗粒细胞的雷帕霉素复合物1(mammalian target of rapamycin, mTOR) 可促进KIT配体产生,在卵母细胞中激活KIT和PI3K/Akt信号传导通路和FOXO3a磷酸化,不可逆地启动原始卵泡发育,从而导致卵巢早衰的发生。

二、目前治疗卵巢早衰的策略

目前POF的治疗手段繁多,在临床上常以激素补充治疗为主,辅以促排卵、生育力保存(胚胎、卵母细胞、卵巢组织冻存等)治疗等。在基础研究中常有免疫疗法、干细胞疗法、体外活化、线粒体活化、干细胞和外泌体治疗、PRP等等。

三、PRP治疗卵巢早衰的机制

正常人体的血小板计数在1.5×1012~3.5×1012/L之间,主要起止血功能。富血小板血浆是将动物或人的全血经过离心后去除红细胞及白细胞得到的富含高浓度血小板的血浆,其血小板计数可达10×1012/L以上。血小板主要含α颗粒及致密颗粒。

α颗粒的激活可释放300种以上与再生相关的生物活性因子,比如:成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor ,VEGF)、血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor,PDGF)、转化生长因子(transforming growth factor, TGF)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)、胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor 1, IGF-I)、表皮生长因子(epidermal growth factor ,EGF)等。这些生长因子具有促进血管生成,抗免疫炎症等作用,这在一定程度上能恢复卵巢的组织形态、弹性和韧性,减少卵巢组织纤维化(表1)。

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(表1)

1. PRP调控血管生成减少卵巢内氧化应激而保护卵巢组织:卵巢组织具有丰富的血管条件,其血供主要来自卵巢动脉以及子宫动脉的输卵管支,调控氧供平衡,为卵巢中窦卵泡的发育提供能量,而血管的生成与PDGF受体有关。在卵母细胞和颗粒细胞中均有PDGF受体的表达,大鼠卵巢中PDGF受体的抑制常导致卵泡闭锁增加,初级卵泡形成减少,以及卵巢内血管生成减少,最终导致卵巢早衰。

同时,在一项卵巢老化的横断面研究中,卵巢早衰患者卵泡液中的PDGF的含量远较正常组低。而PRP中的α颗粒包含PDGF。Ahmadian等发现将PRP注射至卵巢组织中,可增加α-平滑肌动蛋白血管单位,从而诱导卵巢组织血管形成,恢复卵巢早衰大鼠的排卵率,促进其恢复活力。

Bakacak等研究发现PRP对大鼠卵巢缺血和再灌注损伤具有保护作用,主要通过血管生成维持卵巢灌注,增加卵巢活力,减少白细胞聚集,防止由白细胞引起的自由基损伤从而达到抗氧化应激的作用。这些研究表明PRP具有调控血管生成的能力,可以减少卵巢内氧化应激,从而保护卵巢组织,延缓卵巢早衰进程。

2. PRP可稳定卵巢微环境,为卵泡发育成熟提供条件:PRP中的致密颗粒可释放稳定组织内环境所必需的钙离子、血清素、组胺、多巴胺、二磷酸腺苷和三磷酸腺苷等。有研究表明:PRP可作为卵母细胞体外培养的胎牛血清替代品,具体而言,添加PRP的培养基支持卵母细胞中卵丘扩展、体外胚胎发育和囊胚冷冻存活,保护卵母细胞免受如线粒体活性降低及胞质内脂质的额外累积等的应激影响。

另外,卵泡的发育需要多种因子的共同调节,其中许多因子都是PRP中所包含的。TGF-β在卵泡发育中起关键性作用,包括募集原始卵泡,调控颗粒细胞和卵泡膜细胞增殖或者闭锁,生成类固醇,表达促性腺激素受体,促进卵母细胞成熟、排卵、黄体化等。TGF-β超家族中另含有生长分化因子9。生长分化因子9基因表达也被认为是卵母细胞成熟电位的生物标志物,其突变与卵巢早衰有关。PDGF可通过增加卵巢的血供延缓卵巢早衰的进展,而PDGF靶基因的突变可影响卵巢功能和子宫形态等。IGF-1能与多种生物活性因子起协同作用,以外源性GnRH为例,IGF-1能放大其在颗粒细胞和卵泡膜细胞上的作用,促进卵泡生长发育。

3. PRP通过PI3K/Akt/PKB信号通路促进卵泡发育成熟:富血小板血浆中的多种因子可以通过PI3K/Akt/PKB信号通路促进卵泡发育成熟。较早可追溯至2000年,Taylor等研究发现,PRP中的PDGF可刺激PDGF-Rβ的酪氨酸磷酸化,激活体内信号通路,包括PI3K/Akt/PKB和Ras/Raf/MEK/ERK等途径,使细胞生长加速和类固醇发生抑制,对体内卵泡发育和生长起重要作用。

VEGF可结合并激活VEGF受体,从而激活PI3K/AKT/mTOR通路,PI3K/AKT通过磷酸化GSK3-β信号使GSK3-β失活,启动内源性VEGF信号传导的激活,导致卵巢血管的血管重塑,并最终使卵泡生长发育。

有研究发现PRP可与酪氨酸激酶膜结合受体(receptor tyrosine kinase,RTK)结合来调节细胞生长和增殖。RTK激活需要整合素受体能力,生长因子受体激活导致RTK亚群增强。来自生长因子的信号与mTOR结合,激活下游丝氨酸、苏氨酸激酶p70S6k以激活休眠卵泡,促进卵泡生长发育。

四、总结及展望

目前临床上对于富血小板血浆的应用主要聚焦于皮肤学、整形外科和美容外科等,它的原理与再生医学息息相关,在生殖医学具有广泛的应用前景。

PRP在卵巢早衰的应用,国内最早可追溯于2019年广州中医药大学的临床对照研究,但后续基础研究国内并未报导,并且对于PRP的来源、制备、激活国内外均无统一的标准。

在来源上,富血小板血浆来源可简单分为成人外周血及脐带血。有研究证明,相同浓度下由脐带血制备的富血小板血浆中含有更多的生长因子,例如PDGF-AB,PDGF-BB和FGF-2,VEGF和趋化因子RANTES等。这可能会使由脐带血制备的PRP治疗卵巢早衰具有更好的疗效。

在制备上,低浓度PRP(约较正常血小板增加3倍)往往比高浓度的PRP(约较正常血小板增加7倍)具有更好的治疗效果,这可能跟高浓度血小板存在负反馈机制相关。

在激活方面,使用凝血酶或钙离子激活可使生长因子的组成改变。有些研究使用静止状态的富血小板血浆,有些研究使用活化后的富血小板血浆,对卵巢早衰的治疗都有益处,但缺乏深入的比较。目前大多数文献聚焦于卵巢早衰的治疗,但卵巢早衰是一个由量变引起质变的过程,防范于未然可能是更好的方式,富血小板血浆对卵巢的预防作用可能成为卵巢早衰的一个新兴研究方向。

文章来源:胡倩瑜,王卓敏,吴唯,等.富血小板血浆治疗卵巢早衰的研究进展[J].生殖医学杂志,2023,32(9):1434-1438.

作者:生殖医学论坛



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  1. 2023-10-09 ms8000001572310619

    富血小板血浆治疗卵巢早衰显示出初步的疗效,但仍需更多研究证实。

    0

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