SIMC生殖医学中心介绍代谢组学在PCOS不同表型中的应用

时间:2021-12-25 12:35 来自: 生殖中心

  SIMC生殖医学中心介绍代谢组学在PCOS不同表型中的应用

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  1、PCOS肥胖及脂代谢紊乱:众所周知,脂肪组织不单是储能器官,而且具有极其重要的内分泌功能,参与PCOS患者IR及高胰岛素血症、低度慢性炎症的发病和远期心血管系统病变的进展,也因此控制体重成了治疗PCOS的一线措施[16]。PCOS患者脂代谢组学显示:相对于对照组,PCOS患者甘油三酯、胆甾烷-3β,5α,6β-三醇、5α-胆甾烷、月桂二烯酰肉碱均显著升高,而甘油二酯、磷酸胆碱水平却有下降趋势[17],其中月桂二烯酰肉碱水平的升高有对抗磷酸胆碱水平下降的作用,提示PCOS患者的脂代谢异常可能与脂质过氧化物作用相关。此外,脂质过氧化物沉积是铁死亡(Ferroptosis)一个重要特点,铁死亡参与生物体多种代谢改变、炎症反应及肿瘤发生[18],而PCOS患者体内往往伴随着多种代谢改变、低度慢性炎症,并且PCOS患者远期罹患肿瘤如子宫内膜癌风险是显著增加的,推测铁死亡可能与PCOS发病机制相关,但目前国内外尚无研究,值得后续探索。

  2、PCOS高雄激素血症:高雄激素的生化指标或临床表现是PCOS的诊断标准之一,同时高雄激素状态会促进PCOS患者IR、肥胖及慢性炎症等的发展。

  此外,PCOS患者孕期母体持续存在的高雄激素状态可能使子代产生类似的内分泌代谢紊乱,这也是PCOS患病率持续增长的一个重要原因。因此控制PCOS患者高雄激素的发展,有可能逐渐降低PCOS的发病率[9]。最近一项基于GC-MS分析显示,PCOS伴高雄激素血症患者与健康育龄期女性相比,其棕榈油酸、亚油酸、柠檬酸、天冬氨酸等水平增加,而苏氨酸、肌醇、3-羟基丁酸、异亮氨酸等水平下降,这些代谢物涉及丙氨酸、天冬氨酸等的代谢及缬氨酸、亮氨酸的生物合成和柠檬酸循环[10];其中亚油酸可影响卵母细胞成熟、抑制卵母细胞的发育潜能,这从另一角度揭示了PCOS伴高雄激素血症患者排卵障碍可能的机制,也提示通过补充亚油酸有可能改善PCOS高雄激素状态,促进排卵。

  PCOS伴高雄激素血症患者与PCOS伴胰岛素抵抗患者相比,其乳酸、苯丙氨酸、棕榈油酸和胆固醇等升高,而苏氨酸水平下降[10],其中乳酸水平增加可通过糖异生途径在肝脏生成葡萄糖,进而揭示PCOS高雄激素血症促进IR的可能潜在机制。因此,适当运动、控制乳酸水平可有效降低PCOS患者雄激素水平、改善IR。

  3、PCOS胰岛素抵抗:IR作为PCOS代谢紊乱中最重要的改变,约占PCOS患者的50%~70%,同时IR促进高雄激素血症的发生,加重PCOS患者高雄激素状态,影响卵巢功能,并促进PCOS患者子宫内膜病变,增加PCOS患者远期并发子宫内膜的风险[11-12]。基于LC-MS显示,PCOS伴高胰岛素血症患者其游离脂肪酸及磷脂胆碱水平高于PCOS胰岛素水平正常患者,然而其溶血磷脂酰胆碱水平却显著下降。研究表明,溶血磷脂酰胆碱有抑制炎症反应、改善氧化应激等作用,其表达水平在PCOS伴高胰岛素患者当中下降,提示该部分PCOS患者机体炎症反应及氧化应激状态更显著[13]。而机体溶血磷脂酰胆碱主要由磷脂酶A2作用合成,这从另一方面提示改善PCOS患者体内磷脂酶A2活性升高可改善PCOS患者的IR、高胰岛素水平及炎症反应、氧化应激状态。另有研究者基于代谢组学分析了PCOS胰岛素抵抗、PCOS非胰岛素抵抗与正常人群代谢后发现:高甘油三酯及脂肪酸作为PCOS胰岛素抵抗生物标志物,而癸酰基肉碱可作为PCOS非胰岛素抵抗的生物标志物[14],这项研究首次采用代谢组学方法精准区别PCOS胰岛素抵抗与PCOS非胰岛素抵抗的代谢差异。此外,在硫酸脱氢表雄酮诱导的PCOS大鼠中,其骨骼肌IR的发生主要与线粒体损伤相关,而非脂质积聚[15],提示PCOS患者的IR产生原因在于机体能量代谢紊乱,脂代谢紊乱可能仅为PCOS患者的另一表现,而与IR发生关系甚微。

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