抗苗勒管激素在生殖病理中的調(diào)節(jié)作用

抗苗勒管激素在生殖病理中的調(diào)節(jié)作用

抗育苗激素（pmh）也稱為雙殼受體激素（mis），是轉(zhuǎn)化生長因子（tgf-a）家族的成員之一。自1947年Jost首次發(fā)現(xiàn)并命名其為“hormoneinhibitrice”及“Müllerianinhibitor”以來,人們對抗苗勒管激素的結(jié)構(gòu)、功能以及信號通路的認(rèn)識逐漸加深。雖然字面上稱之為激素,但至今未發(fā)現(xiàn)抗苗勒管激素有內(nèi)分泌調(diào)節(jié)作用,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為抗苗勒管激素,以旁分泌或自分泌形式發(fā)揮生理功能。研究表明抗苗勒管激素是一種只在性腺表達(dá)的水溶性糖蛋白,參與了苗勒管萎縮、睪丸沉降、顆粒細(xì)胞分化及卵泡募集調(diào)控過程,是控制卵泡數(shù)量和性別分化的關(guān)鍵因子之一。隨著實(shí)時定量PCR、蛋白質(zhì)分離、轉(zhuǎn)基因以及基因芯片技術(shù)引入抗苗勒管激素研究,已相繼發(fā)現(xiàn)了不同動物不同生理階段抗苗勒管激素表達(dá)規(guī)律、抗苗勒管激素受體和結(jié)合蛋白,并從分子生物學(xué)水平上初步揭示了抗苗勒管激素病理和生理功能。近十幾年來,通過對抗苗勒管激素表達(dá)分析解釋了雙生間雌、苗勒管綜合征現(xiàn)象,現(xiàn)在抗苗勒管激素已經(jīng)應(yīng)用于卵巢儲備能力預(yù)測,并有望應(yīng)用于人工受精、胚胎移植等。1抗苗勒管激素基因抗苗勒管激素是一種同源二聚體糖蛋白,由性成熟前睪丸足細(xì)胞和性成熟后卵巢顆粒細(xì)胞分泌?？姑缋展芗に厥歉叨缺Ｊ氐牡鞍踪|(zhì),分子質(zhì)量在140ku左右。?？姑缋展芗に厍绑w由575個氨基酸組成,前導(dǎo)序列包含24～25個氨基酸,其中信號肽長度大約在16～18個氨基酸左右。碳端序列基本與其他轉(zhuǎn)化生長因子β家族成員相同。轉(zhuǎn)化生長因子β超家族蛋白質(zhì)在距離碳端110個氨基酸左右具有一個特異性裂解位點(diǎn),與轉(zhuǎn)化生長因子活性有關(guān)。?？姑缋展芗に厍绑w在距碳端109個氨基酸處被裂解后形成一個110ku氮端同源二聚體和一個57ku碳端同源二聚體,前者可以增強(qiáng)后者的活性?？姑缋展芗に鼗蜷L度大約在2.75kb左右,包含5個內(nèi)元,GC含量較高。已經(jīng)獲得抗苗勒管激素基因序列的物種包括:牛、小鼠、人、大鼠、豬、雞、斑馬魚、青鳉、刷尾負(fù)鼠及短吻鱷。牛的抗苗勒管激素基因包含一個保守的TATA盒子以及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn),小鼠和大鼠的啟動子區(qū)包含一個接近完整的TATA盒子,人的啟動子區(qū)沒有TATA或CCAAT盒子。huAMH基因5′側(cè)翼序列包含一個主要轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和3個次要轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn),1772處有一個潛在的雌激素反應(yīng)元件,306處有一個Sp1結(jié)合位點(diǎn)。研究表明,huAMH基因核心啟動子區(qū)包含SOX/SRY蛋白、SF-1以及GATA因子結(jié)合元件。最近發(fā)現(xiàn)AMH上游調(diào)控區(qū)含有維生素D受體結(jié)合元件(VDRE),骨化三醇可以通過該元件正調(diào)控AMH基因表達(dá)。huAMH基因5′非翻譯區(qū)長度在10個堿基左右,PloyA結(jié)構(gòu)位于終止密碼子TGA下游,由90個堿基組成。大鼠的抗苗勒管激素由長度不同的兩個mRNA編碼。較長的mRNA在2kb左右,主要出現(xiàn)在14日齡胚胎,之后逐漸減少,出生后幾乎檢測不到。較短的mRNA在1.8kb左右,最初出現(xiàn)在18日齡胚胎,是出生后可以檢測到的主要表達(dá)形式。大鼠的兩種mRNA主要區(qū)別在于3′端ployA長度。雞的抗苗勒管激素基因位于28號染色體,長度約有4200bp,轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)距離初始密碼子45bp,編碼644個氨基酸,堿性裂解位點(diǎn)在種子密碼子上游106個氨基酸。2抗苗族激素及其受體的形成2.1抗苗勒管激素的免疫作用抗苗勒管激素在卵巢顆粒細(xì)胞中表達(dá)。雌性動物出生至青春期之前不表達(dá)抗苗勒管激素,性成熟后的雌性動物隨著年齡增長,卵巢功能和AMH表達(dá)水平逐年退化。初級卵泡和小黃卵泡同質(zhì)表達(dá)抗苗勒管激素,大卵泡只是在卵細(xì)胞以及竇泡周圍的顆粒細(xì)胞表達(dá)抗苗勒管激素,閉鎖卵泡以及膜細(xì)胞不表達(dá)抗苗勒管激素。動物在青春期之前性腺分泌抗苗勒管激素的模式存在明顯的性別差異,血液中抗苗勒管激素濃度雄性的明顯高于雌性的,青春期之后血液抗苗勒管激素濃度都降低,兩性之間差別不明顯。抗苗勒管激素主要以自分泌或旁分泌的形式作用于周邊細(xì)胞,但在血液中也能檢測抗苗勒管激素。盡管血液中的抗苗勒管激素來自于何種組織至今未知,但竇腔卵泡是最可能的候選者。超數(shù)排卵促使更多的竇腔卵泡進(jìn)入優(yōu)勢卵泡行列,超排的同時也減少了血液抗苗勒管激素濃度。口服避孕藥可以降低GnRH分泌量,也減少了大卵泡數(shù)量,但對血液中抗苗勒管激素濃度無影響。盡管AMH在卵泡發(fā)育過程發(fā)揮重要調(diào)控作用,但卵巢內(nèi)調(diào)控抗苗勒管激素表達(dá)的機(jī)制至今未知。2.2抗苗勒管激素檢測雄性動物在性別分化時表達(dá)抗苗勒管激素及其受體?？姑缋展芗に厥遣G丸足細(xì)胞最早表達(dá)的特異性蛋白質(zhì)之一。動物在精索開始發(fā)育時,足細(xì)胞開始啟動抗苗勒管激素表達(dá),同時角蛋白19和層黏連蛋白α5表達(dá)開始下調(diào)。特異性單克隆抗體分析表明,AMH定位于足細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上。胚胎期苗勒管對抗苗勒管激素敏感存在一個窗口期,大鼠從14日齡開始對抗苗勒管激素敏感,在16日齡到20日齡之間苗勒管開始退化,之后苗勒管對抗苗勒管激素不再敏感,但足細(xì)胞仍高水平表達(dá)抗苗勒管激素。睪丸組織從出生到前青春期一直維持高水平表達(dá)抗苗勒管激素,足細(xì)胞成熟的標(biāo)志就是抗苗勒管激素分泌量減少。在青春期發(fā)育期間,抗苗勒管激素分泌減弱。當(dāng)睪丸開始高水平表達(dá)雄激素時抗苗勒管激素表達(dá)大幅度減弱。3抗苗勒管激素與相關(guān)基因的銜接抗苗勒管激素通過一種Ⅱ型絲氨酸-蘇氨酸激酶膜蛋白發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng),該蛋白被稱作抗苗勒管激素II型受體(AMHRⅡ)。AMHRⅡ只在性腺表達(dá),表明抗苗勒管激素只能以自分泌或旁分泌的形式發(fā)揮生理功能。像其它TGFβ超家族成員一樣,抗苗勒管激素通過兩種受體、兩個效應(yīng)分子激活Smad信號通路?？姑缋展芗に厥紫扰cⅡ型受體結(jié)合,有結(jié)構(gòu)酶活性的Ⅱ型受體使Ⅰ型受體磷酸化并激活,Ⅰ型受體再激活R-Smad,后者結(jié)合Smad4形成復(fù)合物并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核,在細(xì)胞核復(fù)合物與靶基因(或報(bào)告基因)啟動子Smad結(jié)合元件結(jié)合。Orvis設(shè)計(jì)體外試驗(yàn),利用Cre/loxP系統(tǒng)組織特異性滅活目標(biāo)基因,證實(shí)2種Ⅰ型TGFβ受體,也就是Acvr1和Bmpr1a,以及3種Smad蛋白介導(dǎo)了抗苗勒管激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。雄激素抑制抗苗勒管激素生成。血液雄性激素濃度升高是多卵泡綜合征的典型特征,雄激素抑制了AMH的表達(dá),因而過量募集卵泡。CrisostoN等通過體外培養(yǎng)牛顆粒細(xì)胞證實(shí)小卵泡通過分泌雄激素介導(dǎo)AMH表達(dá),推測雄激素通過抑制抗苗勒管激素分泌提高募集卵泡數(shù)量。RacineC等研究了有袋類動物抗苗勒管激素與雄激素之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)雌性雄性化袋鼠在子宮形態(tài)發(fā)生關(guān)鍵期抗苗勒管激素與雄激素表達(dá)水平都很高,外源雄激素可以抑制抗苗勒管激素分泌。卵泡刺激素可以促進(jìn)抗苗勒管激素表達(dá)。研究表明卵泡刺激素β亞基基因缺陷型小鼠青春期前血液中抗苗勒管激素水平較低,而當(dāng)注射外源FSH之后,抗苗勒管激素水平恢復(fù)正常,提示FSH可能參與了AMH基因表達(dá)調(diào)控過程。GnRH頡頏劑可以降低竇前卵泡抗苗勒管激素表達(dá)水平;在排除內(nèi)源GnRH和睪酮干擾的情況下,Young證明外源FSH可以提高血液中抗苗勒管激素濃度;低促性腺素性功能減退癥患者在注射重組FSH后,精漿抗苗勒管激素表達(dá)水平升高。FSH通過PKA提高AMH基因表達(dá)水平,在huAMH基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游存在NF-кB和AP2結(jié)合位點(diǎn)。將NF-кB或AP2位點(diǎn)誘發(fā)突變可以降低轉(zhuǎn)錄水平,并且敲除NF-кB位點(diǎn)也可以降低抗苗勒管激素表達(dá)水平。此外,NF-кB或AP2過量表達(dá)能夠增強(qiáng)AMH啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。目前對NF-кB和AP2參與FSH依賴性AMH基因啟動子活化的機(jī)制并不十分了解,仍有待于進(jìn)一步深入研究。4抗苗勒管激素對fsh生長的影響抗苗勒管激素在卵泡發(fā)育過程中有著重要作用。卵泡發(fā)育主要由卵泡初始募集以及循環(huán)募集組成。在胚胎期初級卵泡的柱狀顆粒細(xì)胞最先檢測到抗苗勒管激素,之后卵泡持續(xù)表達(dá)抗苗勒管激素,高峰期出現(xiàn)在竇前卵泡以及竇腔小卵泡,大卵泡分泌量減少,閉鎖卵泡檢測不到抗苗勒管激素?？姑缋展芗に乇磉_(dá)模式表明其在調(diào)節(jié)卵泡數(shù)量以及優(yōu)勢卵泡的選擇方面有著重要作用。敲除AMH基因的小鼠表現(xiàn)初級卵泡進(jìn)入成長卵泡的速率增強(qiáng),因而初級卵泡庫過早的消耗殆盡。體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)證實(shí)抗苗勒管激素可以抑制初始卵泡的募集。抗苗勒管激素通過調(diào)節(jié)卵泡對FSH的敏感程度精細(xì)選擇進(jìn)入優(yōu)勢卵泡的次序。小鼠試驗(yàn)表明,缺少抗苗勒管激素時竇狀大卵泡對FSH更加敏感。體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)證明抗苗勒管激素可以抑制FSH依賴的卵泡成長過程,顆粒細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)也表明抗苗勒管激素可以減弱FSH依賴的芳香化酶活性。在竇腔小卵泡,抗苗勒管激素濃度與雌激素濃度呈負(fù)相關(guān),表明抗苗勒管激素生成與FSH活性密切相關(guān)。近來發(fā)現(xiàn),AMH及AMHRII堿基變異可以改變竇腔卵泡雌激素產(chǎn)生過程并加速卵泡成長,表明抗苗勒管激素信號轉(zhuǎn)弱可以增強(qiáng)依賴FSH的卵泡生長和激素合成過程。5抗苗勒管激素與睪丸間質(zhì)細(xì)胞凋亡動物在早期胚胎發(fā)育階段,性腺具有雙向發(fā)育的潛能,對雄性動物來講去除雌性生殖器官是性別分化中關(guān)鍵一步。苗勒管是輸卵管、子宮以及子宮角的前身。雄性動物苗勒管退化過程是通過抗苗勒管激素激活Smad信號通路完成的。苗勒管退縮以從頭至尾單方向進(jìn)行,調(diào)控機(jī)制至今不明,但是研究表明,抗苗勒管激素Ⅱ型受體介導(dǎo)了這一軸向退化過程?？姑缋展芗に匾耘苑置诘男问阶饔糜诿缋展苤車拈g充質(zhì)細(xì)胞,間充質(zhì)細(xì)胞與上皮層細(xì)胞互動促使苗勒管退化。通過電子顯微鏡觀察、體內(nèi)及體外試驗(yàn)證實(shí)細(xì)胞凋亡是調(diào)控苗勒管退化的主要機(jī)制。退化過程包括3個主要環(huán)節(jié):破壞圍繞苗勒管的基底膜;逆轉(zhuǎn)上皮細(xì)胞朝向;上皮細(xì)胞進(jìn)入間充質(zhì)。轉(zhuǎn)基因小鼠試驗(yàn)也證實(shí)細(xì)胞凋亡在苗勒管退化過程中起著關(guān)鍵作用。對于過量表達(dá)抗苗勒管激素的小鼠來說,胚胎期血液抗苗勒管激素濃度升高,苗勒管細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯增加。對于敲除AMH基因的雄性小鼠來說,胚胎期細(xì)胞出現(xiàn)程序化死亡的百分比明顯降低。在抗苗勒管激素誘導(dǎo)下,苗勒管部分上皮細(xì)胞發(fā)生程序化死亡,一部分細(xì)胞以類似于巨噬細(xì)胞的方式滲透進(jìn)入間充質(zhì),帶動相鄰上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變朝向進(jìn)入間充質(zhì)并成為間充質(zhì)細(xì)胞。遺傳證據(jù)表明骨形成蛋白IA型受體是介導(dǎo)抗苗勒管激素信號的關(guān)鍵因子,敲除骨形成蛋白IA型受體基因的雄性小鼠性成熟時仍保存苗勒管。此外,抗苗勒管激素還與睪丸下沉、兩性間行為差異、間質(zhì)細(xì)胞分化以及類固醇激素生成有關(guān)。多數(shù)神經(jīng)元細(xì)胞表達(dá)抗苗勒管激素受體,抗苗勒管激素可以調(diào)控脊髓運(yùn)動神經(jīng)元數(shù)量,雄性特異行為依賴于抗苗勒管激素表達(dá)水平。Ball用免疫組織化學(xué)方法分析了馬在不同生理、病理狀態(tài)下睪丸內(nèi)抗苗勒管激素表達(dá)及定位,發(fā)現(xiàn)從胚胎期到青春期之前發(fā)育中的足細(xì)胞都表達(dá)抗苗勒管激素,成年馬睪丸不再表達(dá)抗苗勒管激素,但患有隱睪癥狀、足細(xì)胞腫瘤及雌雄間性癥狀的馬匹在成年后仍表達(dá)抗苗勒管激素。Rota以雌雄間性牛為試驗(yàn)材料研究性腺激素的分泌模式,發(fā)現(xiàn)雙生間雌新生犢牛血液中含有較高的抗苗勒管激素,出生1個月后恢復(fù)到正常水平。雙生間雌牛類固醇激素分泌也受到影響,胚胎時期以及新生犢牛芳香化酶表達(dá)量降低,雌牛犢睪酮含量較低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)26周齡雙生間雌牛性腺中存在抗苗勒管激素陽性細(xì)胞,而且這些細(xì)胞數(shù)量較少,形態(tài)上類似精索結(jié)構(gòu),表明這些