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第41卷第5期
·776 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2021年5月
的影响依赖于光照刺激 [19] 。 另外,CLOCK 和 Per2 CLOCK ⁃ Bmal1 二 聚 体 结 合 ,而 CLOCK 敲 除 后 ,
蛋白在卵巢颗粒细胞的有腔卵泡中广泛表达,且在 P450arom mRNA 及雌激素水平亦降低;而用 Per2
睾酮刺激后,CLOCK 和 Per2 呈周期性表达 [20] ,而且 siRNA 处理 GC 后发现孕酮和 StAR mRNA 表达升
在 大 鼠 多 囊 卵 巢 综 合 征(polycystic ovarian syn⁃ 高,可能是因为 StAR 启动子区域含有的 E⁃box元件
drome,PCOS)模型中,雄激素影响各个外周生物钟 也与CLOCK⁃Bmal1二聚体结合发挥作用,而此时Per2
[3]
间的同步性 ,这可能是PCOS发病机制之一。 基因减少,因此StAR与CLOCK⁃Bmal1结合增加而使
孕酮和StAR mRNA表达升高 。REV⁃ERBα在生物
[26]
3 性激素生成相关细胞与生物钟系统的关系
钟系统中是一种重要负性因子。在成熟 GC 中,
3.1 生物钟基因在卵巢各类细胞的表达 GSK4112(一种 REV⁃ERBα激动剂)可以抑制 Bmal1
生物钟基因能够在生殖组织中广泛表达,如卵 及 Per2 的表达,而且 REV⁃ERBα还可以通过与启动
巢组织 [21] 。大鼠黄体细胞(luteal cell,LC)中Per2蛋 子区域 ROR 反应元件结合而抑制氨基酮戊酸合成
白呈节律性表达,而其在窦前卵泡和窦卵泡颗粒细 酶 1、过氧化物酶体增殖激活受体共激活因子 1α和
胞(granulosa cells,GC)中的表达无节律性。青春期 白介素⁃6的表达,从而影响排卵和孕酮的产生 。
[27]
前大鼠卵巢组织Per1和Bmal1表达水平较低且无节
4 生物钟系统和生殖系统疾病
律性,而在卵泡发育过程中,促性腺激素刺激后的
生物钟基因开始呈节律性表达 [22] 。而且有研究发 一些学者在许多组织的细胞中发现了控制时
现人类窦卵泡 GC 表达 CLOCK 和 Per2 蛋白,但两者 钟基因的分子机制,随后又提出时钟也对生育生殖
在原始卵泡和窦前卵泡中并不表达 [20] 。另外,FSH 能力有影响 [28-29] 。生育能力是由下丘脑⁃垂体⁃性腺
和黄体生成素(luteinizing hormone,LH)可以在体外 轴(HPG 轴)和 2 个下丘脑神经元调控的,包括亲吻
[23]
影响颗粒细胞生物钟基因的表达 。因此,生物钟基 肽神经元和促性腺激素释放激素(gonadotropin⁃re⁃
因的节律性仅局限于成熟的GC及LC中,反映了细胞 leasing hormone,GnRH)神经元 [30-31] 。HPG轴上各个
生物钟的发展过程。 生物钟的协调维持正常的生殖功能,而生物钟基因
3.2 生物钟基因对卵巢相关细胞的作用 多态性等原因导致HPG 轴上的生物钟失同步,很可
近年来,很多研究开始关注卵巢时钟的生理意 能是一些生殖系统疾病的病因之一。此外,外周的生
义,且大多是利用啮齿类动物的 GC 和卵泡膜细胞 物钟模式与褪黑素和皮质醇的生物节律相一致,且激
(theca cells,TC)来研究的。Mereness 等 [24] 在小鼠体 素水平机体稳态 [32-35] 。轮班工作、时差综合征及睡眠
内分别特异性敲除 TC 和 GC 中的 Bmal1(敲除后分 不足等因素会影响女性性激素的生物节律,进而影
别简称为 TCKO 和 GCKO)后发现,生殖周期、排卵 响子宫、卵巢和 SCN 生物钟基因的表达水平,并进
前LH、孕酮、卵巢形态及行为均未见明显改变,而黄 一步导致机体生殖功能的紊乱 [36] ,如受孕率下降、
体生成素/人绒毛膜促性腺激素受体(luteinizing hor⁃ 流产率上升和乳腺癌风险增加等 [37] 。其中,PCOS
mone/choriogonadotropin receptor,LHCGR)在 TCKO 是育龄期女性常见的内分泌疾病 [38] ,以无排卵、稀
小鼠卵巢中的表达节律与对照组和 GCKO 组不同, 发排卵和高雄激素为特征 [39] ,但其发病机制并不明
且 TCKO 小鼠的排卵数和生育力下降,提示 TCKO 确。有研究发现PCOS患者GC中Bmal1的表达较正
小鼠对LH的敏感性下降,因此表明Bmal1对生殖系 常女性降低,提示 PCOS 的发病可能与生物钟有着
统的重要性。另外,卵巢的时钟还影响甾体类激素 重要联系 [20] 。Chen 等 [20] 用睾酮刺激人类黄体颗粒
的合成。用小干扰 RNA(small interfering RNA,siR⁃ 细胞后发现Per2和CLOCK基因呈节律性表达,且与
NA)抑制 GC 中 Bmal1 的表达后发现,Per1、Per2、 甾类激素生成有关的 Cyp11A1、Cyp19A1 和 StAR 表
REV⁃erbα、FSH 受体、Cyp11a1、Cyp19a1 及 StAR 的 达增加,其中StAR呈昼夜节律性表达,表明PCOS患
表达均下降,且Bmal1可以通过PI3K/AKT/mTOR 途 者高雄状态不仅影响激素水平,而且可能引起机体
径来降低孕酮和 E2 的分泌 [25] 。另外,有学者用 昼夜节律的紊乱。另外,有人用雄激素处理雌性大
CLOCK siRNA 处理 GC 后发现雌激素和细胞色素 鼠模拟 PCOS,发现雄激素不仅扰乱大鼠的发情周
P450 芳 香 化 酶 (cytochrome P450 aromatase, 期,而且使各个外周生物钟(包括生殖和代谢相关的
P450arom)mRNA 均 显 著 降 低 ,其 可 能 的 机 制 是 结构)出现不同步的现象,从而可能导致体内疾病状
P450arom基因启动子区域含有的E⁃box元件能够与 态的发生 。因此,PCOS患者体内雄激素水平的升
[3]