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卵泡及其周围环境(2)
发布时间:2022-09-05 17:13:15
(三)卵泡膜细胞

卵泡膜和间质细胞被认为是起源于卵巢间质中的成纤维细胞样间质细胞。它们首先出现在具有两层或更多层颗粒细胞的卵泡周围。GDF-9在卵泡膜的发育中起重要作用,在缺乏GDF-9的情况下,卵泡膜细胞可被募集到卵泡周围,但是无法进一步分化。Kit和Kit配体系统在卵巢和睾丸的雄激素产生细胞的早期发育中起着重要作用。卵泡膜细胞表达 Kit配体的受体。因此研究人员推测颗粒细胞在卵泡膜细胞的形成过程中发挥重要作用。

此外,通过小鼠模型发现,hedgehog信号通路在卵泡膜细胞系的发育过程中也起着关键作用。在卵母细胞分泌的GDF-9的作用下,颗粒细胞分泌的DHH蛋白和IHH)蛋白共同促进卵泡膜细胞的募集和分化。与FSH一样,角质形成细胞生长因子(keratinocyte growth factor,KGF)和肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)刺激颗粒细胞产生 Kit配体而Kit配体作用于卵泡膜细胞,促进KGF和HGF的正反馈表达。Kit配体、KGF和HGF 在大窦卵泡中浓度最高。卵母细胞表达Kit受体--这种正反馈调节有利于更好地为卵母细胞生长发育提供养分。此外,卵泡膜细胞产生的胰岛素样因子3(insulin-like factor 3,INSL3)促进卵母细胞发育成熟。颗粒细胞产生的TGF-β家族成员在卵泡膜雄激素合成的局部调控中起关键作用。BMP-6抑制卵泡膜细胞基础的激素分泌和LH诱导的雄激素分泌。GDF-9(由颗粒细胞和卵母细胞表达)也抑制人卵泡膜雄激素的合成。排卵后卵泡膜细胞参与黄体的形成,称小黄体细胞,表达类固醇生成活性以产生雄激素前体。颗粒细胞则转化为较大的黄体细胞,表达芳香酶活性,进一步转化雄激素前体。

(四)卵巢其他类固醇生成细胞

卵巢中的闭锁卵泡中有一些过度肥大的卵泡膜内层细胞。这些细胞被认为是去甲肾上腺素能神经调节卵巢类固醇生成活性的靶标。卵巢门间质细胞是具有较大结构的黄素样细胞,具有与睾丸间质细胞相似的结构的功能,像睾丸间质细胞一样,它们含有六角形的间质细胞晶体。门细胞与非髓鞘的交感神经纤维密切相关,这些细胞的内分泌活性被认为与女性青春期、怀孕期间以及围绝经期的类固醇激素分泌显著性相关。

(五)卵巢基质

卵巢基质含有表达某些类固醇生成酶的成纤维细胞。基质中也含有产雄激素细胞的前体。由于卵巢基质细胞表达雄激素受体,并可在雄激素刺激下增殖,因此卵巢来源高雄激索血症[例如,多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)和产雄激素的卵巢肿瘤将导致卵巢基质密度增加。基质细胞在卵巢中充当屏障作用,不仅在物理上将卵泡和黄体与相邻结构分离,还分泌大量生长因子和生长因子结合蛋白,发挥生物屏障作用,例如,卵巢基质细胞表达大量Gremlin,可以结合和灭活BMP;分泌卵泡抑素,结合和灭活激活素的卵泡抑素;分泌IGF-结合蛋白(IGF binding proteinsIGFBPs),和分泌结合WNT信号家族成员的卷曲相关蛋白等。

(六)卵巢表面上皮

卵巢表面上皮是一种由中胚层细胞衍生来的扁平-立方上皮层,又称卵巢间皮,由于曾被误认为产生生殖细胞,被误称为“生发上皮”。成年卵巢表面上皮以黏蛋白基因MUCI的表达和表面的纤毛和顶端微绒毛为特征性表现。这些细胞位于覆盖致密结缔组织层的基底膜上。卵巢表面上皮在与腹腔的物质交换和排卵导致的表面缺损的修复中起作用。在排卵过程中,覆盖在卵泡上的上皮细胞经历凋亡,随后激活修复过程。这个过程包括在排卵后立即开始的细胞增殖以及细胞外基质成分的重新合成。促炎性细胞因子可能参与上述过程的调节。卵巢表面上皮内陷导致包涵体囊肿形成。这些包涵体囊肿中的卵巢表面上皮可发生化生,并可能发生瘤变。一些研究人员已经指出这些包涵体囊肿是由排卵部位周围内陷形成的,并且据报道,它们也与PCOS 的发生密切相关。

(七)卵巢白细胞

卵巢生命周期的不同阶段都有巨噬细胞、淋巴细胞和多形核粒细胞的参与。这些细胞在维持正常的卵巢功能以及卵巢病理学发生方面发挥作用,例如,淋巴细胞浸润,尤其膜间质细胞的浸润,是自身免疫性卵巢功能障碍的主要表现。巨噬细胞是卵巢间质的主要细胞成分,通常出现在卵泡的毛细血管附近。在卵泡发育的早期阶段,在卵巢中很少观察到其他白细胞但在排卵前期出现大量白细胞浸润,并与卵泡闭锁有关。肥大细胞在卵泡后期逐渐增多,释放组胺可能导致排卵期卵巢充血。排卵后,在趋化因子的作用下,嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞募集迁移到黄体中。这些细胞的侵人和随后的激活发生在黄体退化之前。活化的T细胞产生吸引和激活巨噬细胞的趋化因子。在黄体细胞之间散布的暗星状K淋巴细胞曾被认为是巨噬细胞,它们通过直接的细胞-细胞接触和产生生长因子及细胞因子调节黄体细胞的功能。调节性T细胞,即维持抗原特异性T细胞耐受的淋巴细胞群,在黄体中具有特殊的重要地位。它们在中期黄体中大量存在,发挥抗炎和促稳态的功能。调节性T细胞的丢失与炎症反应的发生有关,促进黄体溶解。T淋巴细胞亚型和巨噬细胞的浸润在黄体溶解过程中发挥重要作用,而妊娠期这种侵入显著延迟。同时,卵巢中的中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞/巨噬细胞和肥大细胞产生一系列细胞因子,包括多个白细胞介素家族成员、TNF-a、 IFN-yGM-CSF和MIP-1a,在卵泡形成和黄体功能发挥着重要作用。

(八)卵巢神经支配、神经营养因子和速激肽

卵巢受到内源性和外源性神经的双重调节。外源性神经主要由交感神经、感觉神经和极少的副交感神经组成,通过血管门周围丛进人卵巢。外源性神经主要参与调节卵巢血供和病理状态的疼痛,如卵巢子宫内膜异位症以及卵巢细胞的内分泌功能。此外,有研究发现。 PCOS患者卵巢膜间质细胞间的神经支配显著增强,而肾上腺皮质能受体的过度激活与卵巢高雄激素症的发病有关。

人卵巢内源性神经包括儿茶酚胺能神经元,表达酪氨酸羟化酶(儿茶酚胺合成中的限速酶)。这些神经元大多表达神经营养素受体。神经营养素(neurotrophin,NT)是一类参与调节神经存活和分化的细胞因子,主要作用于TRK原癌基因家族的高亲和力受体和低亲和力 p75神经生长因子(NGF)受体。一系列研究显示,NGF在早期卵泡的发育中至关重要,NGF或者NGF受体NTRK1缺乏的小鼠始基卵泡的形成显著减少,卵巢中未形成卵泡结构的卵母细胞数量增加。神经营养因子4(neurotrophin-4NTN4)受体也被称为NT-5和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factorBDNF),其表达缺乏亦与始基卵泡形成的减少有关。基因敲除的小鼠的研究进一步发现,NTRK1和NTRK2受体的表达是始基卵泡的发生和早期卵泡发育的必需条件,并且NGF的作用部分通过诱导FSH受体在卵泡发育中的表达而介导。小鼠颗粒细胞在LH和NT-4/5(不是NT-3)作用下表达BDNF,卵母细胞表达 BDNF受体TRK-B,从而促进小鼠卵母细胞成熟,包括排出第一极体,并促进体外早期胚胎发育。总体来说,现有的研究提示卵巢内神经营养因子系统可能对卵泡的早期发育和卵母细胞成熟有重要作用。神经营养素及其受体也在人胎儿卵巢中表达,TRK-B受体定位于生殖细胞基质中。从接受促排卵的妇女抽取的人卵泡液中可检测到p75、NGF受体、BDNF NT-4/5和NT-3。除神经营养素及其受体外,包括P物质、血红素-1、截短受体NTK1R-Tr和 NTK2R在内的速激肽系统也在人颗粒细胞中表达。

(九)卵巢干细胞

胚胎干细胞具有多能性,在体外可产生卵母细胞样结构,提示卵巢干细胞群在成年后可能产生生殖细胞。虽然仍存在争议,但已有研究显示可以通过用DDX4N端抗体进行免疫标记流式分选分离得到小鼠和人卵巢中少量的卵巢生殖干细胞。但该研究中使用的 DDX4抗体的特异性受到质疑,以及与它们反应的抗原仍待确定。用上述方法分离的细胞在培养中具有分裂潜能,并根据其形态和卵母细胞特异性标记(包括DDX4和LHX8)的表达形成卵母细胞样结构。这些来自小鼠卵巢的卵母细胞样细胞在体外和体内能够发育成能完成受精和胚胎发育的卵母细胞,从而产生存活的子代。由人卵巢皮质分离的人卵巢皮质干细胞具有相似的表型。用绿色荧光蛋白(GFP)标记的谱系标记物转染卵巢干细胞,注射后5~6个月注人成年小鼠卵巢,形成表达GFP的卵母细胞。部分GFP标记的卵母细胞可以成功受精,并在特定条件下发展到囊胚阶段。

将从成人卵巢皮质组织中分离并标记有GFP的卵母细胞注射到人皮质中,或与来自皮质的游离细胞重新聚集,并移植到免疫缺陷小鼠体内。移植后 7~14天,移植物内可见到具有减数分裂标志的卵母细胞样细胞,周围有体细胞。虽然这些卵母细胞样细胞的特性尚不完整,但这些研究确实提供了卵巢中罕见的多能干细胞群体存在的证据。但这些细胞在数量上并不能达到生产卵泡以防止卵巢自然老化的作用。卵巢干细胞对正常女性或卵泡池大小不同的卵巢功能障碍女性(如原发性卵巢功能不全或多囊卵巢综合征)的卵泡数量的影响尚待确定。不同类型的干细胞也同样可以被诱导发育成生殖细胞前体。例如,如果提供适当的转录因子和/或生长因子,人胚胎干细胞和诱导的多能干细胞将在培养中分化成原始生殖细胞样细胞。该类细胞目前正被用于人类生殖细胞特异性分化和发育机制的基础研究。

总体而言,成年卵巢中多能干细胞数量非常少,如果将其移植到卵巢组织中,在体外处理后可产生功能性卵母细胞。在生理条件下,这些罕见的干细胞对卵泡池可能并无显著补充。但在体外可以将不同类型的人干细胞诱导发育成与原始生殖细胞非常相似的细胞,最终可能在临床应用上有较大的前景。