白藜芦醇对PCOS的调节作用及相关机制研究进展

Research Progress on Regulatory Effects and Related Mechanism of Resveratrol on PCOS

摘要: 多囊卵巢综合征是临床导致育龄期女性不孕最常见的一种生殖内分泌疾病，其发病机制尚不清楚。流行病学调查显示，本病患病率逐年上升，患病群体趋于年轻化，严重影响女性身心健康。白藜芦醇作为一种天然类雌激素，具有降糖降脂、抗炎抗氧化、抗肿瘤、心脏保护等多方面药理作用。最近研究发现，白藜芦醇可能通过多途径多靶点影响糖脂代谢及激素调节，这为临床治疗PCOS提供了新思路。笔者结合近几年国内外研究，探讨白藜芦醇对多囊卵巢综合征的调节作用，分析其作用机制，为白藜芦醇在多囊卵巢综合征治疗方面提供进一步的理论基础和研究依据。

Abstract: Polycystic ovary syndrome is the most common reproductive endocrine disease causing infertility in women of childbearing age, and its pathogenesis is still unclear. Epidemiological surveys show that the prevalence of this disease is increasing year by year, and the group of patients tends to be younger, which seriously affects women’s physical and mental health. As a natural estrogen, resveratrol has various pharmacological effects such as hypoglycemic and hypolipidemic, anti-inflammatory and antioxidant, anti-tumor and cardioprotective effects. Recent studies have found that resveratrol may affect glucose-lipid metabolism and hormone regulation through multiple pathways and targets, which provides new ideas for the clinical treatment of PCOS. The author combines domestic and international studies in recent years to explore the regulatory effects of resveratrol on polycystic ovary syndrome (PCOS) and analyze its mechanism of action, so as to provide further theoretical foundation and research basis for resveratrol in the treatment of PCOS.

1. 引言

多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome, PCOS)是育龄期女性常见的一种异质性、多因素生殖内分泌疾病，以排卵障碍、高雄激素血症和卵巢多囊样变为主要特征，与多种代谢异常疾病相关[1] [2]。数据调查显示，该病在我国育龄期女性中发病率达5.6%，其中半数以上患者罹患无排卵性不孕症，严重影响患者身心健康[3]。中国古代尚无PCOS这一概念，根据临床症状可将其归结为“月经后期”、“闭经”、“不孕”等范畴。PCOS确切病因尚未完全阐明，可能与遗传、生殖、生活方式等因素相关，目前调整生活方式、口服避孕药和药物促排卵治疗是改善PCOS的常规方法，但这些治疗手段存在患者接受度差、损害肝肾功能、刺激胃肠道、抑制卵巢功能等问题[4]。因此，临床迫切需要开发其他疗法，特别是天然草药疗法以改善PCOS患者临床症状。

白藜芦醇(Resveratrol, Res)是一种广泛存在于虎杖、葡萄皮、大豆等植物中的天然多酚类植物抗菌素，分子式为C14H12O3，具有顺式和反式两种构型，属非黄酮类多酚化合物[5]。随着对Res药理作用研究的不断深入，不仅发现其具有抗炎抗氧化[6]、抗肿瘤[7]、调节肠道菌群[8] [9]、心脏保护[10] [11]、神经保护[9]等作用，还通过多途径多靶点影响糖脂代谢及激素调节。近年来，Res用于治疗PCOS的研究日益增多，本文就Res对PCOS的作用机制的文献报道作一综述，为Res临床及药物的研发提供依据。

2. Res改善PCOS相关动物实验

2.1. Res改善IR

魏叶等[12]对高脂饮食小鼠行14周Res灌胃干预后行葡萄糖耐量试验及胰岛素耐量试验发现，Res能减轻小鼠空腹血糖水平(P < 0.05)，减轻糖耐量和胰岛素耐量破坏，主要表现在能够激动脂肪组织中过氧化物酶体增生物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors, PPAR) γ mRNA，提高脂肪组织对胰岛素的敏感性，增加葡萄糖摄取降低胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)。进一步实验发现，CAV-3基因敲除的小鼠其体内葡萄糖转运蛋白(Glucose Transporter 4, GLUT4)水平下降，免疫印记实验结果表明，Res处理组CAV-3表达明显增加，说明Res可能通过某种途径上调骨骼肌CAV-3基因水平，促进胰岛素相关蛋白GLUT4向细胞膜转运从而改善IR [13]。陈思凡等[14]也发现无论胰岛素存在与否，Res干预组细胞瘦素、脂联素和AMPK mRNA的表达较对照组均明显增加，抵抗素mRNA水平下调，表明Res能促进IR小鼠3T3-L1脂肪细胞对葡萄糖的摄取，提示Res通过增加脂联素、瘦素表达水平，下调抵抗素表达水平改善糖脂代谢异常，并影响IRS-PI3K-AKT-Glut4信号通路促进葡萄糖转运，此外这过程中可能还存在不依赖胰岛素信号传导通路促进细胞对葡萄糖的摄取的降糖途径。

2.2. Res通过改善IR进而改善高雄状态，保护卵巢功能

Rencber等[15]采取建立体外卵巢胰岛素抵抗动物模型的方式，从卵巢免疫组织学和超微结构等方面探讨二甲双胍和Res对PCOS诱导的卵巢损伤的影响，通过对比各实验组大鼠卵巢卵泡结构数量、颗粒细胞数量、性激素水平及炎症因子表达发现，Res可激活SIRT1/AMPK信号通路，减少内皮细胞的氧化应激和线粒体功能损伤，抑制IR诱导的细胞凋亡，同时减少类固醇和睾酮水平。实验数据表明，单独应用Res单体即可将睾酮值逆转至正常水平，其降雄效果明显优于二甲双胍组及二者联合治疗组，提示Res可能存在与二甲双胍相似的胰岛素增敏作用，与之相比有明显的降雄优势。郝建亨等[16]通过构建网络药理结合动物实验也发现，Res可有效调节多种性激素水平，改善PCOS小鼠卵巢功能及高雄状态，有充分证据证明Res不仅能激活PI3K/AKT信号通路，促使下游FOXO凋亡蛋白失活降低卵巢损伤程度，还可阻碍促线粒体功能障碍的缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor, HIF)信号通路进入细胞核形成HIF-1复合物而改善子宫内膜容受性[17]。

3. Res治疗PCOS相关临床试验

3.1. Res改善PCOS女性体内代谢指标

Hassan等[18]评估二甲双胍联合吡格列酮与Res联合肌醇对PCOS患者代谢方面的影响，各55名肥胖不孕PCOS女性被随机分配给2个治疗组，每日给药1次，连续治疗3个月后比较两组基线水平，与二甲双胍联合组相比，Res联合组患者BMI、腰臀围、腰臀比值降低显著，血清睾酮(testosterone, T)、促黄体生成素(luteinizing hormone, LH)、卵泡刺激素(follicle stimulating hormone, FSH)浓度均显著下降，脂联素水平升高，胰岛素水平降低，说明Res联合肌醇能够改善PCOS患者代谢和激素水平，治疗效果显著优于二甲双胍和比格列醇，提示Res有潜力与二甲双胍等降糖药一并成为临床治疗PCOS的一线用药。最近一项关于Res单独用于治疗PCOS高雄激素血症的随机对照试验首次证明了Res在降雄方面的优势，临床观察发现，Res治疗组血清T和硫酸脱氢表雄酮(Dehydroepiandrosterone sulfate, DHEA-S)浓度下降率达20%以上，反观对照组雄激素水平不降反升，这可能与Res影响卵巢和肾上腺两个靶器官对雄激素的分泌有关。此外，其糖代谢指标也同样改善明显，如空腹胰岛素水平(fasting insulin, FINS)降低31.8%，胰岛素敏感指数升高66.3%，说明Res不仅能改善内分泌激素水平，对代谢相关激素也具备积极影响[19]。另一项探讨Res对血管生成途径影响的三盲随机对照试验结果显示，Res干预后PCOS不孕女性血清中T和LH水平明显降低，雌二醇和FSH水平升高，四者均有统计学意义，且Res组卵泡成熟度和卵母细胞质量较前改善，生化和临床妊娠率均提高20%左右，提示Res可调节PCOS患者性激素水平并促进其卵母细胞发育，不仅有助于PCOS女性排卵，还可提高临床妊娠率[20]。

3.2. Res改善PCOS女性临床表征

一项关于Res对PCOS患者月经周期与临床脱发影响的随机双盲对照试验研究[21]，将79名存在痤疮、多毛、脱发等临床表征的PCOS女性随机分为2组进行临床观察，口服Res或安慰剂干预4个月后，发现接受Res治疗的女性月经周期规律程度改善明显，脱发率较安慰剂组减少50%以上，且此试验期间雄激素、胰岛素和血脂等水平未见明显波动，说明Res可能存在其他治疗机制在不影响糖脂代谢指标的情况下即可改善PCOS患者的月经情况，并能有效治疗高雄激素血症引起的临床症状。Hassan等[18]同样发现，Res和肌醇联合治疗PCOS女性其月经规律改善程度极显著，皮肤痤疮和多毛问题明显减轻，双侧卵巢体积均减小。研究者还通过压力感知量表(Perceived Stress Scale, PSS)评估PCOS患者近1个月心理压力水平，试验结束后基线感知压力评分显著降低(P < 0.001)，说明Res联合肌醇可显著缓解PCOS女性内分泌、代谢指标紊乱及心理压力负担，对肥胖、不孕的已婚PCOS患者有重要的临床意义。

4. Res治疗PCOS的作用机制

PCOS发病机制尚未完全阐明，目前研究多侧重于基因表达、信号通路、炎症因子、氧化应激、肠道菌群、血管内皮损伤等方面[22]，Res可能通过影响以上一个或多个因素改善PCOS患者症状。

4.1. 调节糖代谢相关信号通路表达

4.1.1. 激活SIRT1/AMPK/PGC-1α通路

沉默信息调节因子1 (silent information regulator 1, SIRT1)是依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的脱乙酰化酶，通过去乙酰化其相关底物蛋白影响下游信号分子，参与调节糖脂代谢和胰岛素分泌等过程[23] [24]。Res是SIRT1有效激活剂[25]，可启动PPAR-γ脱乙酰化并激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，促进其靶基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活物1-α (PGC-1α)的表达，增加胰岛素敏感性，减少肝脏和肌肉内糖酵解并加速脂质分解[14] [26] [27]。动物实验发现，Res能明显提高负重大鼠已降低的SIRT1、环磷酸腺苷反应元件蛋白(CREB)和PGC-1α的mRNA表达，表明Res可解除糖异生调控通路活性被抑制状态，促进肝糖异生活动[28]。邓煜等[29]通过体外实验也发现，PCOS大鼠卵巢颗粒细胞内存在大量双层膜样自噬体，过度自噬可能是导致卵巢颗粒细胞发育异常的原因，实验结果显示Res可明显提高PCOS大鼠卵巢颗粒细胞中SIRT1和磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(phosphorated adenine monophosphate activated protein kinase, pAMPK)的蛋白表达，促进颗粒细胞增殖，结果呈浓度–时间依赖性，综上，提示Res可通过SIRT1/AMPK信号通路抑制颗粒细胞过度自噬改善PCOS患者临床症状。缪萍等[30]研究表明，Res上调AMPK mRNA表达(P < 0.05)，降低PCOS大鼠空腹血糖、空腹胰岛素、总胆固醇、低密度脂蛋白等糖脂代谢相关指标，其中尤以高密度脂蛋白和低密度脂蛋白等脂质相关蛋白水平波动明显，进一步说明Res能通过上调AMPK，激活SIRT1通路改善糖脂代谢紊乱。

4.1.2. 激活PI3K/AKT通路

此前有报道称PCOS患者体内大多存在磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)、胰岛素受体底物1 (IRS-1)、PPAR-γ、糖原合成酶激酶3β (GSK-3β)、蛋白激酶B (protein kinase B, Akt)等多处信号分子表达异常，导致胰岛素传导能力下降[22]。Res可促进PI3K磷酸化，进而激活下游蛋白Akt，同时触发GLUT4转移到细胞膜上增加葡萄糖的转运吸收[31]。研究发现，Res可刺激P13K/AKT通路活化促进下游糖原合成激酶失活，进而使IRS1磷酸化改善IR [32]。P13K/AKT信号通路还可诱发底物哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of protein, mTOR)的激活，亦有实验表明，经Res腹腔注射的大鼠牙髓组织中相关肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor α, TNF-α)、NF-κB p-p65/NF-κB p65、p-PI3K/PI3K、p-Akt/AKT及p-mTOR/mTOR等炎症相关指标表达降低(P < 0.05)，提示Res可通过抑制P13K/AKT/mTOR通路的激活减轻细胞炎症反应[33]。国外有报道显示，Res可以减轻尿酸诱导的胰岛β细胞损伤和凋亡，逆转胰岛β细胞功能紊乱，并上调KLF2转录因子促进胰岛β细胞中miR-126基因的表达，且Res可显著提高已受损胰岛细胞中PI3K和AKT的磷酸化水平[27]，进一步证实Res可通过此通路发挥抗氧化应激及抗炎活性对抗PCOS的发生发展。

4.1.3. 抑制NF-κB炎症信号通路

核因子NF-κB通路是典型的促炎信号通路之一[34]，参与机体的炎症反应和免疫应答，与TNF、脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)和白细胞介素(interleukin, IL)等促炎细胞因子的激活有关[28]。体外实验表明，Res能有效下调小鼠损伤的心肌细胞内p53、p16和p19等衰老标志物、NLRP3和Cas1p20等炎性小体标志物及NF-κB的核易位的表达，同时抑制SIRT1表达下调，表明Res可能通过SIRT1/p53途径及降低NLRP3炎症小体表达减少炎症细胞介质的刺激[35。Wang等[36]研究发现，Res能有效逆转肺纤维化大鼠肺支气管上皮细胞的增殖及相关纤维化标记物的表达，同时使HIF-1α和NF-κB的表达显著降低，表明Res可抑制NF-κB活性以保护组织受到氧化损伤和炎症侵袭。

4.2. 降低血管内皮生长因子的表达

血管内皮生长因子(vascular endothe lial growth factor, VEGF)能调控血管内皮细胞的增生和迁移，促进生理性和病理性血管生成，子宫或卵巢内血管异常增生可能是PCOS发病基础之一。有研究表明，PCOS女性血清中VEGF水平升高，异常增生于子宫内膜的血管可能引起内膜层中雄激素类固醇生成部位的异常生长，导致雄激素过量分泌[37]。VEGF还通过调节卵巢内血管通透性影响卵泡发育及排卵，正常女性在生殖周期的黄体期VEGF受生殖轴的影响浓度下降，而PCOS女性卵巢间质中VEGF含量增加，高浓度的VEGF会过度刺激卵巢导致PCOS患者生殖轴调节机制失灵，血流不能从窦卵泡过渡到排卵前卵泡最终引起排卵障碍[38]。李长兴等[39]报道Res对卵巢损伤导致大鼠子宫内膜萎缩有改善作用且无明显子宫内膜增生表现，可明显减轻因雌激素刺激引起的VEGF mRNA过表达现象，此外Res还展现出雌激素拮抗样作用，当与雌激素受体结合后可减缓雌激素对靶器官的刺激效用，降低VEGF含量抑制生殖系统血管的增生。

4.3. 抗炎及抗氧化

Res能降低PCOS炎症因子表达，减轻氧化应激损伤。张雪等[40]给予妊娠期糖尿病大鼠Res连续治疗2周后，原本升高的C反应蛋白、TNF-α、IL-1和IL-6等炎症介质数值均显著降低(P < 0.01)，超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化自由基活性显著升高，说明Res能降低血清中炎症因子表达，改善组织抗氧化酶活性、减轻氧化应激损伤。通过临床试验发现，经Res干预的PCOS女性血清中促炎因子明显降低，其机制是Res一方面抑制NF-κB及NF-κB相关基因产物产生抗炎作用；另一方面又激活了SIRT1通路，抑制内质网应激蛋白的转录改善内质网应激状态[41]。此外，Res可减少晚期糖基化终产物(Advanced Glycosylation End Products, AGEs)及其受体在体内水平，AGEs是在持续高血糖状态下反应性形成的不可逆蛋白质或脂质，可诱导炎症和氧化应激等级联反应，并损伤颗粒膜细胞从而影响卵泡发育，Res通过ROS-JNK信号通路抑制AGEs对膜细胞的损伤，提高细胞存活率[42]。郑晓茂等[43]同样发现Res能显著抑制AGEs诱导的氧化应激和炎症反应，明显提高AGEs损伤细胞的增殖率，表明Res对AGEs造成细胞损伤具有显著的保护作用，其作用方式可能与Res一定程度上增强INS-1细胞清除自由基的能力，提高INS-1细胞的抗氧化能力，降低INS-1细胞炎性因子水平相关。

4.4. 抗肿瘤作用

Res通过影响癌细胞增殖、凋亡、血管生成、干扰葡萄糖代谢和病灶转移等方式抑制肿瘤的发生[44] [45]。有研究者用不同浓度Res溶液孵育HeLa肿瘤细胞时发现，HeLa细胞存活率明显下降，细胞染色下HeLa细胞凋亡小体增多，核凝集现象增加，说明Res可抑制HeLa肿瘤细胞生长，其机制可能是Res诱导caspase-3类和caspase-9类半胱氨酸蛋白酶活性增加，半胱氨酸蛋白酶的激活引起肿瘤细胞成分裂解及DNA断裂，同时Res降低Bcl-2和Bcl-XL蛋白表达促进细胞凋亡[46]，此实验提示Res可影响Bcl-2家族蛋白及caspase-3和caspase-9诱导细胞凋亡过程从而发挥抗肿瘤作用。另一项关于Res治疗子宫内膜癌的网络药理学研究也表明[47]，Res可通过VEGFA、P53、Bcl、caspase-3等靶点减缓子宫内膜癌发展进程。同时Res降低NF-KB磷酸化水平使参与肿瘤侵袭和转移的因子受损，提示Res参与NF-KB途径降低癌细胞活性[48]。

4.5. 调节肠道菌群

对比PCOS患者与健康人群的粪便微生物组成发现PCOS女性肠道菌群明显不同[49]，提示肠道菌群参与并影响PCOS疾病发展进程。据报道，长期的肥胖和炎症状态会改变PCOS患者肠道细菌门丰度[50]，Res可调节肠道菌群的组成，抑制革兰阳性及革兰阴性致病菌的活性，明显增加高脂饮食小鼠肠道乳酸杆菌和双歧杆菌数量，二者对血糖、脂肪和炎性细胞因子有干预作用[51]。此外，PCOS患者粪便中短链脂肪酸(Short chain fatty acids, SCFAS)浓度较低，Res可以提高小鼠体内SCFAS含量，有助于SCFAS与肠内细胞膜上受体结合后刺激肠–脑介质的释放，促进垂体和下丘脑分泌性激素[52]，提示Res对临床改善PCOS患者多毛、痤疮等雄激素相关症状方面有巨大潜力。

4.6. 增强胰岛细胞敏感性

胰岛β细胞数量减少是导致胰岛素分泌不足的主要原因，保护其功能、抑制其凋亡是维持机体血糖稳态的关键。Brouwe等[53]认为Res可通过cAMP/EPAC/Ca2+轴激活SIRT1通路从而提高胰岛细胞敏感性。Res可以减轻尿酸诱导的胰岛β细胞损伤和凋亡，逆转胰岛β细胞功能紊乱，并上调KLF2转录因子促进胰岛β细胞中miR-126基因的表达，且Res醇可显著提高已受损胰岛细胞中PI3K和AKT的磷酸化水平[54]。

4.7. 抑制糖苷酶活性

葡萄糖苷酶是一种膜结合肠道酶，其升高餐后血糖的过程大致为α-淀粉酶将食物中碳水化合物分解成低聚糖，α-葡萄糖苷酶将低聚糖转化为可吸收的葡萄糖和其他单糖[55]。因此，抑制葡萄糖苷酶活性可以延缓碳水化合物的消化和吸收过程，减缓葡萄糖生成速率和胰岛素分泌。Albert等[56]研究发现，Res对α-葡萄糖苷酶活性有强抑制作用，其抑制效力比阿卡波糖还要高2.5倍，针对蔗糖酶活性抑制率可达90%，对麦芽糖酶活性抑制率可达60%。另一项实验从天然植物中提取Res低聚物时发现[57]，Res提取物80%都有明显α-葡萄糖苷酶抑制作用，可上调AMPK水平增加葡萄糖的摄取促进GLUT-4易位到细胞膜上从而达到降糖目的。

4.8. 调节性激素水平

PCOS患者在IR状态下，胰岛素与LH共同作用于卵泡膜细胞刺激其生成过量的雄激素，且高胰岛素血症会加强肾上腺对促肾上腺皮质激素的敏感性，并减少性激素结合球蛋白合成，使得总雄激素和游离雄激素水平增加引起高雄激素血症[58]。国外学者认为，Res作用靶点广泛，能抑制环氧化酶、核因子、核糖核酸还原酶、芳香烃受体等细胞活性，减少卵巢及肾上腺组织中StAR的基因表达并抑制胆固醇线粒体内流减少雄激素的生成，阻止人绒毛膜促性腺激素诱导的类固醇过量表达，同时选择性抑制CYP17A1蛋白17-20裂解酶活性以减少T及DHEA的生成并显著促进孕酮水平[59]。

5. 对PCOS远期相关疾病的预防治疗

Res可减缓痴呆、心血管疾病及糖尿病等PCOS相关代谢疾病的发生发展。Res抑制肥胖诱导的慢性炎症反应，减少海马组织NLRP3炎症小体的形成，阻止细胞焦亡并保护大脑海马组织神经细胞[60]，修复缺氧性脑损伤，通过下调HIF-1α、P53蛋白表达，抑制BNIP3途径引起的下游自噬，延长小鼠缺氧耐受时间，提高脑组织中氧利用率，缓解海马区脑组织损伤[61]。此外，Res可直接或间接激活SIRT1、AMPK和Nrf2等靶点，上调一氧化氮合酶水平并促进其激活，促使内皮细胞释放NO，改善血管舒张、减少血小板聚集、白细胞募集和平滑肌增殖，抑制动脉粥样硬化的形成和发展[62]。Res还能缓解糖尿病小鼠胰腺中内质网应激，修复胰岛损伤并增加胰岛β细胞数量[63]，联合有氧运动可增加机体糖合成代谢[64]。

6. 小结与展望

综上，Res因丰富的药理作用及其多靶点的生物性质使其在治疗IR、高雄激素血症、排卵障碍和肥胖等方面有一定作用，其治疗机制主要集中于能影响多种信号通路，降低VEGF表达，同时减少PCOS患者线粒体氧化应激和炎症介质产生，还能对抗多种生殖细胞肿瘤，刺激肠–脑轴调节肠道菌群失调，具备良好的胰岛素增敏性，并通过调节体内性激素水平恢复自主排卵功能，对PCOS远期并发症有一定的预防延缓作用。

然而Res半衰期短、生物利用度低使其临床应用受到限制，且目前研究多以体外实验和动物实验为主，缺少关于Res治疗PCOS的大样本、多中心随机对照试验，希望随着相关研究的不断深入，深入挖掘Res药理活性并完善给药途径，开展更多的相关临床试验为Res治疗PCOS提供更有力的证据支持。

NOTES

^*通讯作者。