(新版)代谢组学在卵巢衰老机制研究中的进展

生殖和内分泌双重功能，卵巢的生殖功能是生育力的核心环节，从35岁开始卵巢的生殖功能呈现加剧减低趋势[1],生育力的下降是生殖衰老的第一个标志，先于激素水平和月经周期的变化[2]。卵巢衰内卵母细胞的数量减少和(或)质量下降，伴抗苗勒管激素(anti-MüDOR分为与年龄相关的生理性DOR和与年龄不相符的病理性DOR。卵巢衰老进程提前或加速，将出现与年龄不相符的DOR,甚至发生早卵巢功能不全(prematureovarianinsufficiency,POI)或卵巢早衰[2],卵巢是人体内所有器官中第一个进入衰老且丧失功能的器官[5,6]。而现代社会的内外多种因素(不良饮食结构、环境污染、代谢组学(metabolomics)是通过对生物体中内源性代谢产物进行定性和定量分析，寻找生理和病理的关键差异代谢物及相关关系的一门学科。表型的变化[8]。由于衰老发生的复杂性，目前对于衰老的机制尚化和代谢调控机制，为揭示卵巢衰老的机制一、代谢组学概述代谢组学是研究生物体内所有代谢物的科学[9],可以反映生物体在特定生理和病理状态下的内源性代谢物的变化生命活动过程中通过各种生化反应产生的物质[10],其水平可被视代谢组学是首选的探索受动态环境变化影响的疾病的代谢表型和表型紊乱的工具[11,12],是系统生物学的一个重要分支。生物体尤其是细胞的生命活动大多发生于代谢层面，代谢代谢组学研究主要依赖于核磁共振(nuclearmagneticresonance,GC-MS)及液相色谱-质谱(liquidchromatography-mass极性较小、容易挥发的物质，而LC-MS偏向于检测极性较大的物质。此至绝经)[14]。卵巢衰老是一个受多因素影响的复杂生物学过程，代谢组学可为改进诊断和治疗监测提供平台[10],为评估卵巢衰老提供新的线索，为筛选出更直观地预测卵巢衰老的评价指标提供新信息，于卵泡数量的指标[15],无法有效预测卵母细胞质量[16]。选出有效的生物标志物预测卵母细胞质量[17,18]。已有的卵泡液代谢组学研究发现，代谢标志物主要在葡萄糖、段，并面临样本量不足、代表性差、卵泡液和结果分析的复杂性等许多挑战，但这些研代谢组学可以为预测卵巢衰老提供有价值的信息康妇女进行深入分析后发现，与绝经前健康妇女酸(谷氨酰胺、酪氨酸和异亮氨酸)、鞘磷脂的浓度及三酰甘油与磷酸甘谢指纹图谱是代谢组学用于疾病诊断的核心方法之一[20]。近年来，我国学者使用粒子辅助激光解吸/电离质谱(particle-assistedlaser构建数据库，并应用岭回归(ridgeregression)、神经网络(neuralnetwork)、支持向量机(supportvectormaforest)4种算法构建机器学习模型，可以准确预测女性的卵巢储备情况和生育力[21]。这种方法为女性的医疗保健提供了可选的平台，不通过深入挖掘代谢组学数据，可以更全面地理解止，标志着女性生育功能的结束，本质是卵巢功能衰竭[22]。对于重要依据。目前，预测绝经状态的研究主要预测绝经状态。该研究对129例妇女的血浆样本和尿液样本进行了多平台确率高达88%,基于尿液代谢组学数据的预测准确率也达85%,而结合血浆和尿液样本的数据联合预测的准确率提高到90%。Auro等[采用NMR技术检测了14737例健康妇女的血清样本，发现血清代谢谱在45~50岁发生重大变化，明显与绝经过渡期重叠。在对10083例健血清胆固醇以及与动脉粥样硬化发生相关的脂蛋白有关；在3204例年龄在40~55岁之间的健康妇女中，绝经状态还与甘氨酸、总脂肪酸、单不饱和脂肪酸以及omega-7和omega-9多不饱和脂肪酸 (polyunsaturatedfattyacids,PUFA)有关；此外，游离胆固醇、酯化胆固醇及载脂蛋白B/载脂蛋白A-1比值也与40~55岁妇女的绝经状态高效LC-MS技术对115例年龄在39~66岁之间的健康妇女进行了非靶 (lysophosphatidylethanolamines)、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸及酰基肉碱水平均升高。一项基于英国人群的横断态代谢特征的描述，该研究通过高通量定量NMR代谢组学技术检测了3312例中年健康妇女的血清代谢谱，结果显示，绝经会引起多种独立于年绝经后，总脂肪酸、omega-6PUFA和亚油酸亚酸相对于总脂肪酸的比例下降，谷氨酰胺、电泳飞行时间质谱(capillaryelectrophoresistime-of-flightmassspectrometry)技术对23例已绝经及16例未绝经的卵巢恶性肿瘤或子者相比，绝经后患者内脏脂肪中的脂肪酸代谢物(如庚酸酯、辛酸盐和壬酸盐)水平明显升高。化应激促进动脉粥样硬化而增加心血管疾病的风险[27,28,29]。变化外，绝经状态与其他多种脂质(尤其是脂肪酸和磷脂)及氨基酸的代2.代谢组学在DOR机制中的研究进展：DOR是指卵巢内卵母细胞的数量减少和(或)质量下降，伴AMH水平降低、窦卵泡数减少、FSH水平升高。这一概念的提出主要为关注生育力下降[3]。代谢组学在DORZhang等[30]的研究通过比较接受体外受精的不同年龄段妇女卵的含量下降。DOR生物标志物研究发现，10个与卵巢储备功能相关的差异代谢物中，磷脂酰胆碱PC[16:0/18:2(9Z,12Z)]在DOR组中的水平明显降低；通过京都基因和基因组百科全书(KyotoEncyclopediaofGenesand结果显示，DOR组的差异代谢物主要集中在胆碱代谢通路[31]。LPC是一类由磷脂酶A2裂解磷脂酰胆碱而衍生的脂类生物分子[32];的浓度显著高于未成熟者[33]。卵泡发育异常与卵巢衰老密切相关，中的多不饱和支链磷脂醇胆碱的比例较低[34]。与正常组相比，谢物主要集中在花生四烯酸代谢途径中[35]。此外，DOR患者的卵泡液中F2-异前列烷的浓度也显著降低[36]。花生四烯酸是一种omega-6PUFA,是生物细胞膜的重要组成部分[37]。动物实验发现，PUFA尤其是花生四烯酸是影响卵母细胞减数分裂的关键因素[38]。在血清样本研究中也发现，AMH水平与中高密度脂蛋白(mediumhigh-densitylipoprotein)和小高密度脂蛋白(smallhigh-densitylipoprotein)组分的浓度以及omega-6PUFA和PUFA的浓度呈正相关[39]。上述研究表明，花生四烯酸及其代谢物可能键作用[41]。此外，还有研究表明，DOR患者的卵泡细胞中胆固醇代谢受到抑制[42]。可能导致异常的DNA甲基化模式，而影响其功能，进而导致DOR[44]。龄(<45岁)达到绝经期[16],在上述研究结果中，绝经状态的相3.代谢组学在POI、POF机制中的研究进展：POI指女性在40岁以前酰类是最相关的脂质代谢途径[47]。此外，Chen等[48]的胞出现明显的凋亡[49],这表明，卵泡脂肪酸失调可能是导致POI尽管代谢组学为POI和POF的研究提供了新的研究视角和方法，但目前的研究尚未能完全揭示代谢物和代谢途径与POI、P干预可通过多种手段实现，如饮食调整、运动干来影响女性的生殖寿命[51]。一项基于日本妇女的横断面研究通过问卷的形式收集并分析了3704例妇女饮食因素与自然绝经的关系，结果晚绝经有关[52]。而另一项同为日本人群的队列研究通过更为详细的问卷调查收集、分析3115例妇女的相关数据后则提出，PUFA的高摄肪酸摄入量、膳食纤维、大豆异黄酮和乙醇未见明显关联[53]。欧洲癌症和营养学前瞻性调查(EuropeanProspectiveInvestigationiCancerandNutrition,EPIC)海德堡队列研究[54]则认为，高关。一项前瞻性研究对参加德黑兰脂质和葡萄糖研究的227例20~50岁妇女进行了平均16年的随访以分析饮食因素与AMH快速下降风险之间合物、蛋白质和钙可以显著降低AMH快速下降的概率[55]。一项纳入了年龄28~34岁之间的15例肥胖和12例正常体重妇女的前瞻性研二十二碳六烯酸(docosahexaenoicacid,DH烯酸]1个月后FSH水平下降17%[56],这提示，饮食中补充可以调节生殖功能[57],增加[58,59]。动物实验进一步表明，长期摄入富含omega-3PUFAFADS2敲除雌鼠的卵泡发育停滞和卵泡闭锁，引发不孕[61]。这等[63]在饮水中添加亚精胺喂养小鼠3个月，亚精胺处理小鼠卵巢的闭锁卵泡数量明显低于对照组，进一步改善衰老卵母细胞的成熟和胚胎发育[64]。谢干预策略构建代谢干预治疗体系[65],通过干扰癌细胞的代谢途