陶愛琳，趙小萱，馮曉玲

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院，哈爾濱 150040)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是臨床上最常見的生殖內(nèi)分泌代謝紊亂疾病之一[1]。有數(shù)據(jù)顯示，全球約6%～20%[1]婦女在絕經(jīng)前罹患此病，且近年來(lái)患病率呈上升勢(shì)態(tài)。作為婦女無(wú)排卵性不孕的主要原因，PCOS具有高度異質(zhì)性[2-4]，以高雄激素血癥、排卵功能障礙和多囊卵巢形態(tài)為主要特征[2-3]。此外，大多數(shù)PCOS患者伴有代謝紊亂,如肥胖、胰島素抵抗、高胰島素血癥等[3]。PCOS的病因十分復(fù)雜，通常認(rèn)為胰島素抵抗和代償性高胰島素血癥引發(fā)的卵巢雄激素產(chǎn)生是其發(fā)病的主要因素[5]。目前PCOS發(fā)病機(jī)制尚未明確，近年來(lái)越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者[6-8]通過臨床研究與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Kisspeptin與PCOS的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。Kisspeptin是一類在人體廣泛分布、連接神經(jīng)內(nèi)分泌與機(jī)體能量代謝并參與調(diào)節(jié)女性生殖功能動(dòng)態(tài)平衡的多肽類激素。它不僅在下丘腦-垂體-性腺(hypothalamic-pituitary-gonadal，HPG)軸中發(fā)揮關(guān)鍵作用，還與機(jī)體能量代謝息息相關(guān)[9]。本文將圍繞Kisspeptin在PCOS中的作用機(jī)制及相關(guān)臨床應(yīng)用與治療研究進(jìn)展作一綜述，為Kisspeptin在PCOS中的機(jī)制探索與PCOS的防治提供新思路和新方法。

1 Kisspeptin概述

1.1 Kisspeptin及其受體GPR54的發(fā)現(xiàn) Lee等[10]在1996年發(fā)現(xiàn)了作為人類黑色素瘤轉(zhuǎn)移抑制劑的基因，將其命名為Kiss-1，并圍繞其開展了熱點(diǎn)研究。Kiss-1基因通過熒光原位雜交被定位于常染色體1q32-q41，編碼含145個(gè)氨基酸的Kisspepetin前體，前體可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)水解衍生出不同長(zhǎng)度的肽，即具有生物活性且功能相似的Kisspeptin亞型：包括Kisspeptin-54、13、14、10[11]，這些亞型具有相同的C末端核心序列，被廣泛稱為Kisspeptin神經(jīng)肽家族[10]。2001年，Kisspeptin的受體被證實(shí)為一種G蛋白偶聯(lián)受體GPR54，因其對(duì)Kisspeptin具有強(qiáng)親和力，故也稱Kiss1r[12]。2003年底，de Roux等[13]具有里程碑意義的研究報(bào)告了編碼GPR54的基因在孤立性中樞性性腺機(jī)能減退癥患者中的失活突變表現(xiàn)，表明GPR54在HPG軸中發(fā)揮了不可或缺的作用[13-14]。自Kisspeptin首次被確認(rèn)為HPG軸的關(guān)鍵因子，關(guān)于Kisspeptin在生殖維度的研究積極開展[15]。

1.2 Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)的生物學(xué)特性及分布 Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)在包括人在內(nèi)的哺乳動(dòng)物中廣泛分布，并參與調(diào)控生殖內(nèi)分泌過程。無(wú)活性的Kisspeptin前體可裂解衍生出有活性的Kisspeptin肽家族：Kisspeptin-54為其主要循環(huán)形式，半衰期為27.6min[11]，被認(rèn)為是水解的直接產(chǎn)物[16]；Kisspeptin-10具有完全刺激GPR54的最小長(zhǎng)度并增加了磷脂酰肌醇的周轉(zhuǎn)，因此被視作主要的肽[17]，其半衰期僅有4min[11]；Kisspeptin-13和Kisspeptin-14則可能源于Kisspeptin-54的進(jìn)一步降解[16]。

Trevisan等[17]發(fā)現(xiàn),Kisspeptin與GPR54結(jié)合能觸發(fā)磷脂酶C(phospholipase C，PLC)活化，PLC水解磷脂酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol diphosphate，PIP2)進(jìn)一步生成三磷酸肌醇(inositol triphosphate，IP3)和二酰基甘油(diacylglycerol，DAG)。一方面，IP3刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激活鈣(Ca2+)，使GnRH神經(jīng)元中鈣依賴性通道激活；另一方面，DAG激活蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)并啟動(dòng)相關(guān)信號(hào)通路促使細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2(extracellular signal regulated kinase 1/2，ERK1/2)的磷酸化，兩方面共同調(diào)控GnRH神經(jīng)元以發(fā)揮效應(yīng)[17]。

Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)在人、嚙齒類等哺乳動(dòng)物的各組織、器官中均有分布表達(dá)：在人類中，下丘腦漏斗核(infundibular nucleus，INF)內(nèi)同時(shí)存在Kisspeptin的正負(fù)反饋[18]；在嚙齒類動(dòng)物中，Kisspeptin主要產(chǎn)生于弓狀核(arcuate nucleus，ARC)和前腹腦室周圍核(anteroventral periventricular nucleus，AVPV)[19-20]，近年來(lái)，學(xué)者們還相繼在人、鼠、豬、牛等的垂體、卵巢中檢測(cè)到Kisspeptin的表達(dá)[21-22]。實(shí)驗(yàn)證明，除了在腦區(qū)及周圍器官中分析出相應(yīng)受體GPR54的表達(dá)外，在垂體、卵巢和胎盤中也發(fā)現(xiàn)了GPR54的高度表達(dá)[17]。

2 Kisspeptin與PCOS發(fā)病

Kisspeptin及其同源受體GPR54的發(fā)現(xiàn)為研究其在PCOS中的作用奠定了基礎(chǔ)。PCOS女性平均血清Kisspeptin水平總體高于正常女性[6]，這是因Kisspeptin與PCOS的發(fā)生發(fā)展存在緊密聯(lián)系。作為生殖內(nèi)分泌與能量代謝的關(guān)鍵樞紐，Kisspeptin不僅參與PCOS中HPG軸各水平的調(diào)節(jié)，還與機(jī)體代謝密切相關(guān)[23]。

2.1 Kisspeptin在HPG軸上的生理調(diào)節(jié)作用及其與PCOS發(fā)病機(jī)制的聯(lián)系 Kisspeptin途徑在HPG軸中扮演著重要角色，它可與GPR54特異性結(jié)合，直接且有效地刺激GnRH神經(jīng)元活動(dòng)，而PCOS患者出現(xiàn)的生殖變化也與其存在密切關(guān)聯(lián)。HPG軸分為3個(gè)主要水平及相應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)：下丘腦的促性腺激素釋放激素(GnRH)；垂體的促性腺激素包括促卵泡激素(FSH)和促黃體生成素(LH)；性腺中的性類固醇和肽。Kisspeptin水平紊亂參與的PCOS與GnRH脈沖分泌、LH升高及FSH相對(duì)偏低密切相關(guān)，這可能造成卵巢雄激素分泌過多和排卵功能障礙[5]，下文將通過HPG軸的不同水平進(jìn)行闡述。

2.1.1 HPG軸上游——下丘腦 Kisspeptin與受體GPR54的結(jié)合可直接作用于下丘腦GnRH神經(jīng)元，調(diào)控其合成與分泌，并介導(dǎo)性類固醇反饋調(diào)節(jié)和機(jī)體代謝。Kisspeptin通過啟動(dòng)GnRH脈沖釋放和性類固醇對(duì)下丘腦的反饋調(diào)節(jié)作用于HPG軸，其與PCOS高雄激素血癥關(guān)系密切。實(shí)驗(yàn)研究表明[23]，下丘腦Kisspeptin-1表達(dá)受到性類固醇(如雄激素)和代謝環(huán)境變化的調(diào)控，PCOS患者對(duì)性類固醇激素負(fù)反饋的反應(yīng)性降低則表明大腦中GnRH神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)存在功能障礙[24]。慢脈沖的GnRH刺激FSH，而快脈沖的GnRH刺激LH的產(chǎn)生。PCOS患者中，LH表達(dá)通常升高，而FSH水平相對(duì)較低，這可能與GnRH脈沖發(fā)生器對(duì)類固醇反饋的敏感性降低導(dǎo)致GnRH脈沖頻率的增加有關(guān)[18]。Trevisan等[17]指出，性類固醇下調(diào)Kisspeptin水平，表明Kiss1神經(jīng)元介導(dǎo)胎盤哺乳動(dòng)物的性類固醇反饋效應(yīng)并調(diào)節(jié)GnRH神經(jīng)元的活動(dòng)。此外，Yuan等[7]經(jīng)PCOS大鼠模型發(fā)現(xiàn)，Kisspeptin受雄激素的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，高雄激素水平會(huì)抑制Kisspeptin表達(dá)。在PCOS女性體內(nèi)，高Kisspeptin水平能誘導(dǎo)雄激素增加[25]，而過表達(dá)的雄激素可能通過HPG軸上游負(fù)反饋調(diào)節(jié)Kisspeptin神經(jīng)元，這導(dǎo)致Kisspeptin水平下調(diào)并調(diào)控GnRH分泌來(lái)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)。

2.1.2 HPG軸中游——垂體 Kisspeptin/GPR54在大部分哺乳動(dòng)物的垂體中存在表達(dá)，Gutiérrez-Pascual等[26]和Suzuki等[27]研究證實(shí)，Kisspeptin-10對(duì)大鼠、豬、牛的垂體細(xì)胞分泌LH的能力有顯著促進(jìn)作用，這表明Kisspeptin在垂體中的水平有直接調(diào)控生殖的可能，但更多的是下丘腦GnRH對(duì)垂體的刺激發(fā)揮主要作用。曹婷等[28]研究發(fā)現(xiàn)，Kisspeptin水平與LH呈正相關(guān)，這與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[3,17]一致。Kisspeptin可誘導(dǎo)LH分泌亢進(jìn)從而進(jìn)一步參與PCOS的病理生理過程[19]。Katulski等[29]在針對(duì)內(nèi)源性Kisspeptin和LH脈動(dòng)分泌的研究中證實(shí)了此觀點(diǎn)：PCOS的神經(jīng)內(nèi)分泌障礙可能是由于Kisspeptin在介導(dǎo)GnRH分泌過程中失去了穩(wěn)態(tài)平衡，進(jìn)而導(dǎo)致Kisspeptin與LH脈沖的異常耦合。此外，有研究顯示，PCOS患者血清LH值的升高與LH波頻率與峰值的增加[24]均受Kisspeptin影響。一方面，PCOS患者垂體因?qū)nRH敏感性增加而分泌過量的LH[30]作用于卵泡膜細(xì)胞，促進(jìn)雄激素合成釋放；另一方面，F(xiàn)SH相對(duì)減少致使未達(dá)到卵泡成熟所需的“FSH閾值”，導(dǎo)致卵泡停滯在排卵前階段，這直接導(dǎo)致患者表現(xiàn)出無(wú)排卵和卵巢的標(biāo)志性多囊改變[23,31]。

2.1.3 HPG軸下游——卵巢 除了在中樞上的表達(dá)外，Kisspeptin也局部存在于卵巢中，主動(dòng)參與排卵和性激素調(diào)節(jié)，對(duì)卵巢功能和卵泡發(fā)育起著間接和直接兩方面的調(diào)控作用。Kisspeptin通過HPG軸中樞機(jī)制促使LH分泌增加來(lái)間接影響卵巢功能[2]。Owens等[25]于2018年首次研究了Kisspeptin-54對(duì)人顆粒葉黃素細(xì)胞的體內(nèi)外效應(yīng)，Kisspeptin在作為卵母細(xì)胞成熟的觸發(fā)因素時(shí)，能顯著改變顆粒細(xì)胞基因的表達(dá)，從而進(jìn)一步激活FSH和LH受體基因的表達(dá)并促進(jìn)卵巢類固醇生成和作用。Castellano等[32]在大鼠的卵巢中發(fā)現(xiàn)了Kisspeptin及其受體GPR54的表達(dá)，其中Kisspeptin-1在青春期過渡期時(shí)的表達(dá)增加，并在排卵前達(dá)到峰值，這有力證實(shí)了局部Kisspeptin在控制排卵中不可或缺的作用。Kisspeptin水平異常升高進(jìn)一步導(dǎo)致LH高水平，F(xiàn)ranks等[33]指出，PCOS中LH水平升高會(huì)導(dǎo)致高雄激素血癥，這是由于高水平LH會(huì)使卵巢功能受擾，在驅(qū)動(dòng)卵泡膜細(xì)胞雄激素的高分泌的同時(shí)影響了雄激素芳香化為雌激素的功能。此外，卵巢來(lái)源的Kisspeptin在PCOS中也能直接控制卵巢自身的功能及分泌。郭威等[34]發(fā)現(xiàn)，PCOS組卵泡液中Kisspeptin含量明顯高于對(duì)照組，推斷Kisspeptin可能參與卵巢微環(huán)境的病理改變。Hu等[8]已證明，人顆粒葉黃素細(xì)胞中存在Kisspeptin受體表達(dá)，且PCOS患者的人顆粒葉黃素細(xì)胞中Kisspeptin及其受體表達(dá)水平顯著上調(diào)。因此，Kisspeptin紊亂是干擾卵巢正常功能從而介導(dǎo)PCOS發(fā)生和發(fā)展的重要因素。

2.2 Kisspeptin水平與機(jī)體代謝異常的聯(lián)系 Kisspeptin與機(jī)體的能量代謝息息相關(guān)[28]，其在向中樞傳遞代謝信號(hào)中發(fā)揮著間接或直接的作用。

Kisspeptin近年被認(rèn)為是PCOS胰島素抵抗的關(guān)鍵標(biāo)志物，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，下丘腦Kiss-1表達(dá)對(duì)代謝環(huán)境的變化敏感[23]。胰島素抵抗(IR)引起的高胰島素血癥(hyperinsulinemia，HINS)在PCOS患者普遍存在，因此Kisspeptin在PCOS患者的IR中具有重要意義。2018年，Izzi-Engbeaya等[9]首次證明了Kisspeptin在人體內(nèi)胰島素分泌中的正向作用，Kisspeptin可直接刺激胰島β細(xì)胞，間接調(diào)控胰島素的分泌及其對(duì)葡萄糖的反應(yīng)。有研究表明，Kisspeptin水平與所有IR指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān)[7]，推斷IR與Kisspeptin水平降低有關(guān)。而PCOS中下丘腦內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激被認(rèn)為是IR的關(guān)鍵，高表達(dá)的雄激素誘導(dǎo)的Kisspeptin下調(diào)導(dǎo)致未折疊蛋白反應(yīng)通路調(diào)節(jié)中斷，從而在調(diào)節(jié)下丘腦內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和對(duì)抗IR中發(fā)揮全新保護(hù)作用[7]。由于PCOS的異質(zhì)性，未來(lái)研究應(yīng)基于PCOS的不同亞型來(lái)探索Kisspeptin與糖耐量之間動(dòng)態(tài)的相互作用[9]。

此外，脂肪細(xì)胞分泌的瘦素和脂聯(lián)素也被視為參與生殖與能量調(diào)控的重要代謝因子，兩者或許均可通過介導(dǎo)Kisspeptin而調(diào)節(jié)下丘腦GnRH的分泌[35]。

3 Kisspeptin途徑在PCOS中的治療和應(yīng)用

Kisspeptin在PCOS中起著不可或缺的關(guān)鍵作用，它被認(rèn)為是一種針對(duì)PCOS極具前景的治療靶點(diǎn)，可在包括PCOS在內(nèi)的生殖疾病中作為一種潛在治療干預(yù)方法加以發(fā)展應(yīng)用。既往研究表明，相對(duì)于傳統(tǒng)的扳機(jī)藥物，Kisspeptin可能是一種更優(yōu)的替代卵母細(xì)胞觸發(fā)劑以治療PCOS不孕，尤其是對(duì)于有卵巢過度刺激綜合征(ovarian hyperstimulation syndrome，OHSS)風(fēng)險(xiǎn)的女性。此外，針刺和中醫(yī)藥也能在某些方面通過Kisspeptin途徑改善和治療PCOS。

3.1 Kisspeptin扳機(jī)藥物治療PCOS不孕 Kisspeptin在PCOS不孕患者的輔助生殖應(yīng)用中，可替代傳統(tǒng)扳機(jī)藥物，有效降低OHSS的發(fā)生。作為內(nèi)源性GnRH釋放的有效激發(fā)因子，Kisspeptin能促使卵巢啟動(dòng)更多生理性促性腺激素刺激，這也許是觸發(fā)卵泡成熟和排出更安全且有效的選擇。Kisspeptin可能在不孕治療中用作生物標(biāo)志物并被應(yīng)用在控制性卵巢過度刺激期間以誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟[17]。有研究通過皮下注射不同濃度的Kisspeptin-54以誘導(dǎo)LH峰和卵子成熟，由此推斷Kisspeptin可能是一種替代的卵母細(xì)胞觸發(fā)劑，尤其是對(duì)于有OHSS風(fēng)險(xiǎn)的女性[17]。也有研究證實(shí)，相較于傳統(tǒng)卵母細(xì)胞觸發(fā)機(jī)制，Kisspeptin-54促性腺激素的波動(dòng)更接近生理性月經(jīng)周期，受體和類固醇生成酶的表達(dá)或許會(huì)為孕酮合成及黃體期植入提供一個(gè)增強(qiáng)的卵巢環(huán)境[25]。

3.2 Kisspeptin可作為PCOS的治療靶點(diǎn)

3.2.1 針刺對(duì)PCOS中Kisspeptin途徑的影響 Kisspeptin還參與了針刺治療PCOS的可能作用環(huán)節(jié)。沈凌宇等[36]研究表明，電針可改善PCOS大鼠的HPG軸，而下丘腦Kisspeptin表達(dá)降低可能是其潛在機(jī)制。申怡等[37]指出，人工針刺能降低GPR54表達(dá)進(jìn)一步抑制其與Kisspeptin的結(jié)合從而減少GnRH的釋放。奚倩慧等[38]認(rèn)為，電針能提高瘦素水平并降低Kisspeptin表達(dá)以進(jìn)一步改善代謝紊亂，同時(shí)調(diào)節(jié)PCOS的生殖與代謝。因此，通過針刺途徑可降低Kisspeptin表達(dá)從而治療PCOS。

3.2.2 中醫(yī)藥對(duì)PCOS中Kisspeptin途徑的影響 近年來(lái)，證據(jù)表明中醫(yī)藥針對(duì)Kisspeptin途徑對(duì)PCOS有正向調(diào)節(jié)作用。藏紅花作為祖國(guó)醫(yī)學(xué)治療婦科疾患的臨床常用中藥，其富含的西紅花酸被證實(shí)是主要的作用成分。Hu等[39]利用雙氫睪酮(DHT)產(chǎn)前暴露誘導(dǎo)出與PCOS排卵障礙高度相似的小鼠模型，證實(shí)西紅花酸可有效調(diào)控Kisspeptin神經(jīng)元的異常表達(dá)，增加AVPV中Kisspeptin水平的同時(shí)降低了ARC中Kisspeptin水平，從而使相關(guān)性激素血清水平和卵巢的結(jié)構(gòu)功能得以改善。此外，鄭明明[40]通過研究蒼附導(dǎo)痰湯干預(yù)痰濕型PCOS與Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)表達(dá)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)蒼附導(dǎo)痰湯對(duì)痰濕型PCOS癥狀的改善有正向調(diào)節(jié)作用，它可能通過健脾祛濕化痰法來(lái)調(diào)節(jié)卵泡發(fā)育并增強(qiáng)Kisspeptin/GPR54表達(dá)水平進(jìn)而提高卵巢功能及促進(jìn)卵子的正常生長(zhǎng)發(fā)育和排出。中醫(yī)藥對(duì)PCOS的治療具有療效好、副作用小的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能從根本上改善PCOS病理基礎(chǔ)，這為世界范圍內(nèi)臨床上治療PCOS拓寬了新視野，提供了新思路。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，Kisspeptin在PCOS中的生殖內(nèi)分泌與機(jī)體代謝過程發(fā)揮著重要作用。本文多維度探討了Kisspeptin參與HPG軸不同水平、能量代謝及性類固醇變化的機(jī)制及相關(guān)性，并進(jìn)一步拓展了針對(duì)Kisspeptin途徑治療PCOS的臨床應(yīng)用。大部分研究已證實(shí)，PCOS患者的血清Kisspeptin水平高于正常人，這使Kisspeptin可能成為PCOS的獨(dú)立生物標(biāo)志物和潛在治療新途徑。Kisspeptin/GPR54信號(hào)多方面潛在地影響著PCOS的發(fā)生發(fā)展，相關(guān)拮抗劑與激動(dòng)劑被指出可能具有臨床應(yīng)用價(jià)值，初步研究表明針刺可通過Kisspeptin途徑改善PCOS，同時(shí)也有證據(jù)表明，中醫(yī)藥可通過有效調(diào)控Kisspeptin異常表達(dá)并改善PCOS癥狀。此外，目前臨床上，Kisspeptin因其能促使卵巢啟動(dòng)更多生理性促性腺激素刺激，被廣泛運(yùn)用于輔助生殖領(lǐng)域，可能能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)扳機(jī)藥物觸發(fā)排卵，成為更安全且有效的選擇，但仍需大量實(shí)驗(yàn)與臨床研究來(lái)探索和明確Kisspeptin的給藥劑量和形式[19]。目前研究初步表明Kisspeptin對(duì)PCOS患者的胰島素抵抗和高雄激素水平也有良性調(diào)控作用，但基于Kisspeptin調(diào)節(jié)PCOS代謝紊亂的實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用較少且部分處于空白，其參與機(jī)體能量代謝機(jī)制尚不十分明確。通過本文，期望能為Kisspeptin在PCOS中的深入探索與防治提供新的思路與方向。