郭家煜，王婷，陳歡歡，陳圓輝，張翠蓮，4*

(1.鄭州大學(xué)人民醫(yī)院，鄭州 450003；2.河南省人民醫(yī)院，鄭州 450003；3.河南省生殖醫(yī)學(xué)工程國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450003；4.河南大學(xué)人民醫(yī)院，鄭州 450003)

多囊卵巢綜合征(PCOS)是育齡婦女常見的內(nèi)分泌疾病，約占無排卵性不孕癥的80%[1]，臨床表現(xiàn)為稀發(fā)排卵或無排卵、卵巢多囊樣改變、高雄激素血癥、肥胖以及胰島素抵抗等。PCOS的確切病因尚不清楚。大多數(shù)研究認(rèn)為，PCOS的發(fā)生發(fā)展是多因素共同作用的結(jié)果，而遺傳因素在其中起著關(guān)鍵作用[2]。既往許多研究報道了PCOS患者的組織(即卵泡膜細(xì)胞、卵巢、卵母細(xì)胞和卵丘細(xì)胞)基因表達(dá)譜。與PCOS相關(guān)的基因涉及胰島素受體信號通路、類固醇生物合成和促性腺激素分泌調(diào)節(jié)等[3]。然而，這些基因的調(diào)控機(jī)制目前尚未完全闡明。近年來的研究表明，非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)在PCOS的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs，lncRNAs)是由200多個核苷酸組成的ncRNAs中的一個亞類，在多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用[4]。到目前為止，已有文獻(xiàn)證明，隨著PCOS發(fā)生，某些 lncRNAs的表達(dá)水平會發(fā)生變化[5]，這表明lncRNAs參與PCOS的發(fā)病過程。同時也有一些研究已經(jīng)證明lncRNAs可能在PCOS相關(guān)疾病中發(fā)揮作用，包括2型糖尿病(T2D)、肥胖[6]和心臟病[7]。本文根據(jù)近年來國內(nèi)外的相關(guān)研究報道，對lncRNAs在PCOS發(fā)生發(fā)展中的作用及潛在的臨床意義進(jìn)行綜述。

一、lncRNAs參與PCOS細(xì)胞發(fā)育與增殖

1.PCOS卵母細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的lncRNAs的研究：研究表明，超過80%的PCOS患者合并卵泡發(fā)育障礙[1]。其關(guān)鍵特征為卵泡發(fā)育或排卵障礙，表現(xiàn)為卵泡發(fā)育的各階段都有很多的生長卵泡，但是最終不能形成成熟優(yōu)勢卵泡。盡管PCOS的臨床和生化體征具有典型的異質(zhì)性，但大多數(shù)研究認(rèn)為卵泡發(fā)育障礙是PCOS的共同特征。因此，研究PCOS卵母細(xì)胞發(fā)育過程中的異常調(diào)控機(jī)制具有重要意義。

Huang等[3]研究發(fā)現(xiàn)，Prader-Willi區(qū)域非蛋白編碼RNA2(lncRNA PWRN2) 在睪丸中表達(dá)且在精子生成過程的減數(shù)分裂后表達(dá)上調(diào)；lncRNA PWRN2在PCOS患者卵丘細(xì)胞中也存在表達(dá)上調(diào)，而卵母細(xì)胞成熟在MI(第一次減數(shù)分裂恢復(fù))和MⅡ(第二次減數(shù)分裂恢復(fù))階段有兩個減數(shù)分裂恢復(fù)過程，推測lncRNA PWRN2可能與PCOS卵母細(xì)胞成熟有關(guān)；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，lncRNA PWNR2通過減少miR-92b-3p與TMEM120B靶結(jié)合，在PCOS卵母細(xì)胞成熟過程中發(fā)揮重要作用。

lncRNA TUG1是一種高度保守表達(dá)的長鏈非編碼RNA，主要定位于細(xì)胞核，具有多種生物學(xué)功能。Li等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，PCOS患者顆粒細(xì)胞中的lncRNA TUG1水平顯著升高且與竇卵泡計數(shù)的增加呈正比；lncRNA TUG1基因敲除可抑制KGN細(xì)胞增殖，促進(jìn)MAPKs通路依賴的凋亡和p21依賴的自噬。因此，PCOS顆粒細(xì)胞中l(wèi)ncRNA TUG1表達(dá)的增加可能會導(dǎo)致卵泡的過度激活和生長，破壞優(yōu)勢卵泡的選擇。

2.PCOS卵巢顆粒細(xì)胞增殖凋亡相關(guān)lncRNAs的研究：卵泡中的顆粒細(xì)胞為卵母細(xì)胞的發(fā)育提供營養(yǎng)和生長因子，對卵泡發(fā)育和排卵至關(guān)重要。因此，顆粒細(xì)胞增殖受抑和異常凋亡被認(rèn)為是卵泡成熟異常的關(guān)鍵因素，這可能在PCOS的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[9]。

多項研究檢測了PCOS患者顆粒細(xì)胞的lncRNAs表達(dá)水平[3，5，10-11]。Huang等[3]研究表明，在PCOS顆粒細(xì)胞中，620個lncRNA表達(dá)上調(diào)，只有3個lncRNA表達(dá)下調(diào)。Liu等[10]發(fā)現(xiàn)，在PCOS顆粒細(xì)胞中，692個lncRNA表達(dá)上調(diào)，170個lncRNA表達(dá)下調(diào)。以上數(shù)據(jù)表明，lncRNAs在PCOS中的上調(diào)表達(dá)比下調(diào)表達(dá)更為常見，探究異常表達(dá)的lncRNA在顆粒細(xì)胞中的作用有助于了解PCOS的發(fā)病機(jī)制。

Liu等[12]研究發(fā)現(xiàn)，PCOS患者卵泡液和卵巢顆粒細(xì)胞中l(wèi)ncRNA PVT1表達(dá)均上調(diào)，抑制PVT1可促進(jìn)PCOS卵巢顆粒細(xì)胞增殖、減緩凋亡。Wu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，lnc-OC1在PCOS患者顆粒細(xì)胞中的表達(dá)量明顯高于非PCOS患者，而lnc-OC1基因敲除可抑制KGN細(xì)胞活力，促進(jìn)KGN細(xì)胞凋亡。Geng等[14]研究發(fā)現(xiàn)，lnc-MAP3K13-7：1在PCOS患者顆粒細(xì)胞中高表達(dá)。lnc-MAP3K13-7：1通過與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(DNMT1)結(jié)合誘導(dǎo)其依賴性降解，從而抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A(CDKN1A)啟動子的DNA甲基化，進(jìn)而抑制顆粒細(xì)胞增殖。這揭示了一種新穎且重要的機(jī)制，通過該機(jī)制，lnc-MAP3K13-7：1通過與DNMT1相互作用調(diào)節(jié) CDKN1A表達(dá)并抑制顆粒細(xì)胞增殖。

以上研究表明了lncRNAs在卵泡發(fā)育和排卵障礙中的關(guān)鍵作用，為PCOS卵母細(xì)胞異常發(fā)育提供了分子機(jī)制。同時lncRNAs還是顆粒細(xì)胞增殖和凋亡的關(guān)鍵因子，顆粒細(xì)胞的異常增殖和凋亡將進(jìn)一步導(dǎo)致PCOS的卵泡發(fā)育受限和排卵障礙(表1)。

表1 lncRNAs參與PCOS細(xì)胞發(fā)育與增殖

二、lncRNAs參與PCOS個體內(nèi)分泌代謝與調(diào)節(jié)

1.PCOS胰島素抵抗相關(guān)lncRNAs的研究：胰島素抵抗作為PCOS的一個臨床特征，是指胰島素調(diào)節(jié)葡萄糖攝取、產(chǎn)生和/或脂解代謝作用的能力下降，進(jìn)而導(dǎo)致胰島素需求量增加才能達(dá)到特定的新陳代謝[15]。胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥導(dǎo)致PCOS的高雄激素血癥和排卵障礙[16]，主要是因?yàn)橐葝u素促進(jìn)了垂體、卵巢、腎上腺和肝臟的雄激素分泌[17]。

Lin等[18]研究發(fā)現(xiàn)，血清lncRNA GAS5的下調(diào)可能導(dǎo)致PCOS患者的胰島素抵抗。Li等[19]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，lncRNA SRA的沉默改變了PCOS小鼠的胰島素釋放，減輕了卵巢損傷并減少了血管生成因子的產(chǎn)生。Zhao等[20]發(fā)現(xiàn)在PCOS患者顆粒細(xì)胞中，lnc RP11-151A6.4表達(dá)水平和PCOS患者的胰島素抵抗評估的穩(wěn)態(tài)模型(HOMA-IR)成正相關(guān)，推測可能在PCOS患者的胰島素抵抗、雄激素過剩和脂肪功能障礙中發(fā)揮重要作用。Huang等[21]研究表明，lnc-CCNL1-3：1在PCOS顆粒細(xì)胞中高表達(dá)；過表達(dá)的CCNL與轉(zhuǎn)錄因子FOXO1相互作用，破壞線粒體功能，最終促進(jìn)PCOS顆粒細(xì)胞凋亡和胰島素抵抗。以上發(fā)現(xiàn)提示了lnc-CCNL1-3：1作為PCOS的潛在治療靶點(diǎn)，并為探索PCOS發(fā)病的分子機(jī)制提供了新的視角。

2.PCOS雄激素升高相關(guān)lncRNAs的研究：雄激素升高是PCOS的一個重要特征，但其潛在的分子機(jī)制尚不清楚。

Liu等[22]研究發(fā)現(xiàn)，一種調(diào)節(jié)雄激素受體(AR)活性的新穎lncRNA CTBP1-AS在PCOS患者外周血中表達(dá)升高，且其表達(dá)水平與患者血睪酮(TT)濃度呈正相關(guān)，推測CTBP1-AS異常表達(dá)可能是PCOS的獨(dú)立危險因素，并且是PCOS患者血清睪酮水平變化的預(yù)測因素。Che等[23]在PCOS患者顆粒細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種新的lncRNA(lnc-ZSCAN2-5：15)，將其命名為HUPCOS，證實(shí)LncRNA HUPCOS通過與蛋白RBPMS相互作用抑制芳香化酶的表達(dá)，并在調(diào)節(jié)顆粒細(xì)胞雄激素合成中發(fā)揮重要作用，為PCOS患者提供了新的治療靶點(diǎn)。

3.PCOS雌激素代謝相關(guān)lncRNAs的研究：隨著卵泡的生長，卵泡中雌二醇(E2)的合成逐漸增加。同時，E2參與控制卵泡轉(zhuǎn)化，包括卵泡刺激素受體(FSHR)表達(dá)的增加和黃體生成素受體(LHR)的獲得，使卵泡能夠經(jīng)歷其循環(huán)募集過程并成為可選擇卵泡群組的一部分[24]。Liu等[12]研究發(fā)現(xiàn)，PCOS患者顆粒細(xì)胞中的lnc PVT1可能通過miR-17-5p靶向作用于PTEN進(jìn)而影響E2、孕酮(P4)的分泌。Zhu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA ZFAS1在PCOS卵巢顆粒細(xì)胞中升高，低表達(dá)lncRNA ZFAS1可增加P4和E2分泌，促進(jìn)顆粒細(xì)胞增殖，并抑制其凋亡。

PCOS與廣泛的內(nèi)分泌和代謝異常有關(guān)，包括胰島素抵抗、高雄激素血癥、糖脂代謝紊亂、超重和高血壓。這些特征是代謝綜合征的組成部分，同時也與PCOS婦女的長期發(fā)病率和死亡率增加密切相關(guān)。以上研究提示lncRNAs參與PCOS個體內(nèi)分泌代謝與調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，為研究PCOS發(fā)病機(jī)制提供了新的思路。

三、lncRNAs 參與PCOS遠(yuǎn)期病變

PCOS患者有較低的妊娠率和較高的自發(fā)流產(chǎn)率，表明其子宮內(nèi)膜容受性下降[26-27]。由于大多數(shù)PCOS患者是無排卵或少排卵的，在缺乏孕酮調(diào)節(jié)情況下，雌激素持續(xù)刺激子宮內(nèi)膜，導(dǎo)致內(nèi)膜容受性降低，長遠(yuǎn)來看促進(jìn)了子宮內(nèi)膜增生甚至癌癥的發(fā)生發(fā)展。此外，PCOS患者通常有胰島素抵抗和肥胖。局部子宮內(nèi)膜的胰島素水平影響子宮內(nèi)膜的發(fā)育和容受性。胰島素抵抗可引起高血糖，進(jìn)一步加重高雄激素血癥，是子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的高危因素。因此PCOS患者患子宮內(nèi)膜增生和發(fā)展為子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險明顯更高[28]。這些不良的子宮內(nèi)膜結(jié)局與PCOS的代謝異常有關(guān)，包括胰島素抵抗、高雄激素血癥和肥胖，以及復(fù)雜的基因改變[29]。

越來越多的研究顯示，有少量lncRNAs與PCOS和各種子宮內(nèi)膜疾病相關(guān)。激素受體RNA激活因子(lncRNA SRA)和新型雄激素受體調(diào)節(jié)劑lncRNA CTBP1-AS在PCOS患者外周血白細(xì)胞中的表達(dá)顯著升高，提示調(diào)控激素受體的基因可能在PCOS相關(guān)子宮內(nèi)膜疾病中發(fā)揮作用[22，30-31]。然而，這些功能失調(diào)和潛在機(jī)制尚不清楚。Zhang等[32]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA CD36-005在PCOS模型大鼠子宮內(nèi)膜高表達(dá)，并通過構(gòu)建高表達(dá)細(xì)胞模型發(fā)現(xiàn)過表達(dá)CD36-005可增強(qiáng)大鼠原代子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的增殖活性，同時在CD36-005過表達(dá)的原代子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中共鑒定出55個潛在靶向mRNA；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些差異表達(dá)的mRNA可能參與調(diào)控間質(zhì)細(xì)胞增殖和蛻膜化的各種生化途徑，以及一些子宮內(nèi)膜異常的發(fā)病機(jī)制。這為進(jìn)一步研究CD36-005在子宮內(nèi)膜中的分子功能及機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

綜上所述，lncRNAs參與了PCOS個體內(nèi)分泌異常代謝過程，進(jìn)而影響PCOS患者遠(yuǎn)期病變，因此深入探究LncRNAs的分子功能更有助于理解PCOS發(fā)病機(jī)制和提高PCOS患者生存質(zhì)量。

四、lncRNA-miRNA-基因網(wǎng)絡(luò)

最初lncRNAs被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的 “噪音”，但近年來越來越多研究表明，lncRNAs與人類多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，如癌癥和生殖系統(tǒng)疾病[33-34]。lncRNAs作為一種競爭性內(nèi)源性RNA(Competing endogenous RNA，ceRNA)，常通過與微小RNAs(miRNAs)、信使RNAs(mRNAs)甚至蛋白質(zhì)相互作用，發(fā)揮重要的分子功能[35]。

Fu等[36]在來曲唑誘導(dǎo)的PCOS大鼠模型中構(gòu)建了lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA網(wǎng)絡(luò)，并通過定量實(shí)時聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)對其進(jìn)行了驗(yàn)證。Chen等[37]基于PCOS中的ceRNA機(jī)制鑒定了一個新的lncRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)，挖掘出一些可能參與PCOS發(fā)生發(fā)展的新基因和非編碼RNA，包括CD163、MRC1、VSIG4、CCL2、CCR2、SPP1、hsa-miR-3135b、hsa-miR-4649-3p、hsa-miR-1231、hsa-miR-3609 和 hsa-miR-4433b-3p。Ma等[38]通過數(shù)據(jù)庫檢索及超幾何測試構(gòu)建一個PCOS相關(guān)的lncRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)(PCLMN)，使用拓?fù)浞治龃_定了3個均在所有三個中心性測量的前10位基因列表中的lncRNA(LINC00667、AC073172.1和 H19)，并探索了它們的亞細(xì)胞定位，而功能模塊分析確定了4個與生殖激素相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子(ER-α、PRA、PRB和AR)作為其表達(dá)的潛在調(diào)節(jié)因子，且PCMLN中的關(guān)鍵lncRNA與炎癥、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡相關(guān)的過程和途徑顯著相關(guān)。

根據(jù)上述研究也能發(fā)現(xiàn)不同lncRNA-miRNA-基因網(wǎng)絡(luò)通常參與PCOS中卵母細(xì)胞的成熟、顆粒細(xì)胞的增殖與凋亡以及內(nèi)分泌代謝與調(diào)節(jié)，如lncRNA PWRNA2通過減少miR-92b-3p與TMEM120B靶結(jié)合的可能性，從而在PCOS卵母細(xì)胞核成熟過程中發(fā)揮重要作用[3]；lncRNA PVT1可能通過miR-17-5p靶向作用于PTEN進(jìn)而影響卵巢顆粒細(xì)胞的增殖與凋亡以及E2、P4的分泌[12]。PCLMN的提出更進(jìn)一步解釋了PCOS的發(fā)病機(jī)制。

五、總結(jié)與討論

綜上所述，lncRNAs在PCOS的發(fā)生發(fā)展及遠(yuǎn)期病變中起著重要的作用，主要集中在參與卵泡的成熟，影響顆粒細(xì)胞的增殖和凋亡，以及內(nèi)分泌代謝過程包括胰島素抵抗、生殖激素的產(chǎn)生等。同時，根據(jù)生物信息學(xué)的相關(guān)研究，lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA網(wǎng)絡(luò)的提出，更進(jìn)一步解釋了PCOS患者中表觀遺傳信息的改變和與信號通路有關(guān)的發(fā)病機(jī)制。但由于lncRNAs在PCOS中差異表達(dá)的種類繁多且通常做為一個上游信號發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，其功能和機(jī)制還需進(jìn)一步探索。