卵巢储备功能下降的组学研究进展！

卵巢储备功能下降（DOR）是常见的妇科内分泌疾病，由卵巢内卵母细胞数量和质量下降所导致，其主要不良后果为生育障碍问题，严重危害全球女性生殖健康。基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等研究方法在卵泡液、颗粒细胞、尿液和血液等样本的研究中起着非常重要的作用，也为DOR的病因学和病理生理学研究提供了分子水平的研究基础，并为识别潜在的DOR生物标志物和开发新的治疗靶点提供了新的技术，拥有广泛的应用前景。本文对DOR的组学研究方法和结果进行综述，阐述了组学研究的优势及不足之处，并讨论了其在DOR研究中的应用前景。

卵巢储备功能是指女性卵巢皮层内卵泡的储存和产生成熟卵泡并排卵的能力，是评估女性生育能力以及卵巢功能的重要指标。卵巢储备功能下降（DOR）是指女性卵巢中卵母细胞的数量和质量下降的现象，其主要病理特征为原始卵泡过早耗竭、卵泡闭锁加速和卵泡生长受到抑制。研究显示，DOR可导致女性性激素缺乏、不孕、流产率增加以及体外受精时卵巢反应低等。若不及时治疗，其很可能在1~6年内进一步恶化为卵巢早衰（POI）。近年来，研究者使用基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析患者的卵泡液、颗粒细胞（GC）和血液等组织样品，旨在从多个角度解析DOR的病因学和病理生理学分子机制。本研究对组学研究DOR的研究方法、研究样品及研究结果展开综述，阐述其优势和不足，并讨论DOR组学研究的应用前景。

一、基因组学

基因组学是阐明整个基因组的结构、功能、定位以及基因之间相互作用的科学，可用于研究DOR发生发展过程中的易感基因及其功能，对DOR分子水平上的诊治有重要意义。当前DOR的基因组学研究方法主要有基因测序和全外显子组测序，检测样品以血液为主，还包括GC。研究结果显示，DOR的发生与GC增殖、卵母细胞质量、卵泡池大小相关基因的突变，以及与生殖和发育相关信号通路的变化有关，并且有研究发现DOR和POI的遗传背景存在重叠。

Wang等通过基因测序等方法研究DOR患者和卵巢功能正常个体的外周血单核细胞和GC，发现单核细胞中GDF9基因的突变体可能通过降低GDF9刺激GC增殖和激活Smad2通路的能力、降低GDF9蛋白的表达和损伤其生物活性，导致卵巢功能恶化。血液中脆性X智力障碍1基因（FMR1）和类固醇生成因子（SF1）等基因的突变也被报道可能与DOR的发生相关。

Vagnini等通过基因测序等方法研究DOR患者血液样本，发现与维持卵泡池大小、排卵率和卵母细胞质量相关的TP73基因具有多态性，携带TP73突变基因的女性患DOR的风险较其他女性更高。

McCallie等通过对外周血全外显子组测序发现，DOR组患者体内与生殖和发育相关的糖皮质受体（GR）信号通路较正常卵巢储备组发生显著变化，AGT、KRT6A和KRT19等与GR通路有关基因的单核苷酸多态性（SNP）可能会影响卵母细胞的产生和质量。

Tang等通过全外显子测序（WES）等方法研究POI及DOR患者的血样发现，与减数分裂、卵泡发育和DNA修复相关的GDF9、FMR1、FSHR和CYP26B1等多个基因突变体在DOR和POI患者中同时存在，为DOR和POI的遗传背景存在重叠提供了佐证。

Li等通过对20名DOR患者的WES结果进行分析，发现了GPR84Y370H突变体。GPR84突变体促进炎症作用可能是导致非年龄相关病理DOR的潜在分子机制。

二、转录组学

（一）与DOR发生发展相关的mRNA

DOR的组学研究以转录组学研究最为常见，转录组学是在整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控规律的科学，可从RNA水平研究DOR引起的基因表达变化。DOR基因表达谱的研究主要涉及微阵列技术（DNA、RNA和cDNA）和mRNA高通量测序技术等方法，检测样品包括不同年龄女性的卵泡液和GC（包括卵丘GC、壁GC、黄体GC和GC）等。研究发现，DOR的发生发展与GC增殖和凋亡、类固醇生成、细胞死亡、细胞周期停滞、生殖能力、卵泡过早黄体化、卵泡发育、卵母细胞功能、排卵和黄体的形成、免疫系统和血管生成等多种功能相关基因的表达变化相关。

Chin等通过DNA微阵列方法分析女性卵巢内黄体GC，发现调控细胞死亡和细胞周期停滞的forkhead-like 13基因在DOR患者组中较正常卵巢储备组表达上调，推测其可能与GC凋亡有关（图1）。通过对年轻女性GC的cDNA微阵列分析，发现DOR患者组的卵丘GC和壁GC中胰岛素样生长因子（IGF）1和IGF2配体基因表达下调导致卵巢内IGF系统的效率低下，可能是DOR妇女的类固醇生成能力和生殖能力下降的原因。有学者使用RNA微阵列分析等方法研究女性膜GC发现，DOR患者GC中黄体生成素/人绒毛膜促性腺激素受体（LHCGR）表达上调，抗苗勒管激素（AMH）基因表达降低。有研究发现卵泡过早黄体化迹象可能是卵巢储备功能低下的早期表现，而较高的AMH水平与正常卵巢储备有关。Jindal等通过微阵列等方法研究女性GC，发现DOR患者组卵丘GC中与卵泡发育和卵母细胞功能呈正相关的基因GREM1的表达较正常卵巢储备组下调，提示其可能与卵母细胞功能受损相关。

（图1）

另外，与GC增殖和Smad2通路相关的GDF9能够诱导GREM1基因表达。Liu等通过RNA测序等方法研究女性卵丘GC，发现DOR患者组中参与女性生殖器官发育、卵泡发育、排卵和黄体形成的Wnt信号通路中的SFRP4基因较正常卵巢储备组表达下调，揭示Wnt信号通路可能介导DOR的病理过程；DOR患者组S1PR1基因下调表达，可能通过增加氧化应激损伤和促卵丘GC凋亡介导DOR的发生；DOR患者卵丘GC中与卵母细胞质量和排卵有关的IL1RL1以及与病理性生殖过程和不良妊娠结局有关的IL33表达上调。

Pashaiasl等通过对DOR患者GC的研究数据进行Meta分析，发现PTGS2、CTGF、LHCGR、SOCS2、STAR和FSTL3基因是网络通路中差异上调基因的关键节点，而IGF2、AMH、GREM和FOXC1基因则是下调的关键节点。这些差异表达的基因主要富集在骨化、卵泡发育、血管生成等生物学功能中。此外，参与器官衰老和粘着斑合成的结缔组织生长因子（CTGF）与DOR的其他关键调节因子（MYL9、THBS1、ITGA5和VEGFC）具有高度共表达特性，预示着CTGF在DOR中可能扮演着十分重要的角色。

（二）DOR相关基因的转录调控和转录后调控

1.DOR相关基因的转录调控：转录调控是指通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和转录因子等调控机制改变基因转录效率，从而改变基因表达水平的整个过程。目前针对DOR候选基因表达调控的组学研究较少，仅涉及血液和GC中单个基因的组蛋白修饰和对应mRNA表达，及GC的全基因甲基化研究。研究结果表明，血液和GC中与卵泡募集和卵巢储备相关的基因及与GC增殖和分化相关的基因的表观修饰可能在DOR患者卵巢发育中起关键作用。

Eslami等研究女性血液及GC中对卵泡募集和卵巢储备有直接影响的FMR1基因的mRNA表达和表观修饰图谱，发现具有FMR1前突变的DOR患者的血液和GC中FMR1基因的表达显著升高，与转录激活相关的H3K9ac蛋白的乙酰化和甲基化的表观遗传标记在FMR1基因的启动子和外显子区中显示出更高的结合率，表明基因表达的动态性和组蛋白修饰模式在FMR1基因调控中的作用，并暗示了表观修饰在DOR患者卵巢发育过程中起关键作用。

Olsen等通过DNA甲基化研究GC发现，DOR患者的GC中表观突变频率更高、DNA甲基化变异性更大。比如在卵泡发生中起着重要作用的基因IGF2和AMH被观察到变异性增加。有研究发现，IGF2可间接促进GC的增殖和分化。AMH被认为是原始卵泡募集时的候选看门人，成熟卵泡GC的较高变异性是否反映了早期卵泡发生和募集中潜在的表达和功能改变仍有待研究。

2.DOR相关基因的转录后调控：转录后调控是基因表达调控的另一个重要方面，主要包括RNA甲基化、RNA可变剪接以及多种调控RNA（miRNA、lncRNA、circRNA）参与的转录后调控等。当前对DOR关键基因转录后调控的研究较多，研究方法以高通量测序为主，研究对象以GC为主。研究发现，miRNA可能通过调控GC增殖、凋亡和分化、原始卵泡激活、线粒体功能障碍、卵巢衰老、类固醇生成以及胰岛素等相关基因的表达介导DOR的发生。

Hong等通过miRNA微阵列等方法发现，与正常卵巢储备组比较，DOR患者的GC中表达下调的miR-106a可能通过增强与细胞凋亡相关的ASK1信号传导从而降低GC的活力，促使GC凋亡，进而导致DOR的发生（图2）。

（图2）

Chen等通过转录组学研究卵丘GC时发现，由差异表达的miRNAs推测的靶基因富集在mTOR信号通路中，该通路在控制原始卵泡激活和POI机制中具有关键作用。qPCR实验证实了与正常卵巢储备组比较，mTOR信号通路中的关键调节因子FOXO3在DOR组中显著下调，表明一些关键miRNAs变化在DOR的发生发展中扮演着重要作用。

Li等通过RNA测序等方法研究发现，miR-484在DOR患者的GC中高表达，并且与AMH、基础窦卵泡数（AFC）降低，以及FSH水平升高相关，与回收卵母细胞的数量和优质胚胎的比例呈负相关，但与LH、孕酮或雌二醇水平无关。

此外，研究还发现DOR患者GC中表达上调的miR-484可通过下调其直接靶点YAP1的表达，引起线粒体功能障碍，从而抑制GC的增殖并诱导GC的凋亡。Wei等通过miRNA测序研究高龄女性的GC发现，DOR患者中下调的miR-221-3p可上调FOXO1的表达，从而促使GC的凋亡。以上研究表明，部分miRNA可通过调控其靶向基因促进GC凋亡和抑制GC增殖，从而导致DOR的发生。

然而，也有研究结果和以上研究结果持相反意见。Woo等通过miRNA高通量测序等方法研究年轻女性的GC，发现与正常卵巢储备组GC相比，DOR患者GC中高表达的miR-486-5p、miR-17-3p、miR-17-5p、miR-92a-3p、miR-128-3p可通过靶向和/或降解与细胞增殖和/或凋亡以及卵巢衰老等功能相关的基因，低表达的miR-16-5p、miR-30a-3p和miR-100-5p等可通过靶向与细胞增殖、凋亡、分化及类固醇生成等功能相关的基因介导DOR的发生。

例如，DOR患者GC中高表达的miR-486-5p被报道可以通过靶向和降解PTEN基因，提高GC存活率；DOR患者GC中低表达的miR-100-5p和miR-16-5p可共同靶向与类固醇生成相关及GC增殖所必需的IGF1受体（IGF1R），限制类固醇生成；还可通过靶向WNT3a激活WNT通路，从而抑制与卵泡成熟和分化相关的FSH靶基因的表达和类固醇的生成以介导DOR的发生。沈开元等通过高通量测序等方法研究患者卵泡液外泌体中miRNA，发现差异表达的miRNAs可能通过调控趋化因子、环磷酸腺苷、肿瘤坏死因子及丝裂原活化蛋白激酶等信号通路介导DOR的发生。

值得注意的是，DOR的发生是由GC的过度增殖还是过度凋亡导致的仍存在争议，可能和不同研究选取不同发育时期的卵泡或不同亚型的GC以及不同的取样方法等因素有关，需进一步探究DOR患者不同发育阶段卵泡中不同亚型GC增殖和凋亡的特征以明确DOR和GC增殖或凋亡的关系。

三、蛋白质组学

蛋白质组学是在大规模水平上研究蛋白质特征的科学，可用于了解DOR引起的蛋白水平上的表达、修饰，以及蛋白互作等过程的变化，找到DOR发生发展的标志物。当前利用蛋白质组学进行的DOR研究的文献并不多，检测样品仅包括尿液、卵泡液及GC。虽然这方面的研究较少，但依然取得了显著的研究成果，目前发现维生素D结合蛋白（VDBP）和前列腺酸性磷酸酶蛋白（ACPP）可作为预测卵母细胞成熟和发育潜力的潜在标志物。

Li等通过蛋白质组学研究女性尿液，发现DOR组VDBP表达较正常卵巢储备组下调，尿液中VDBP水平与血清AMH水平呈正相关，发现以VDBP作为诊断标志物对DOR诊断的敏感性为67.4%，特异性为91.8%。Wang等通过蛋白质组学等方法研究女性卵泡液和卵丘GC，发现DOR组和正常卵巢储备组的差异蛋白主要富集在吞噬体、PI3K-Akt信号通路（卵泡激活和生长的关键途径）、正常生育所必需的MAPK信号通路以及Hippo等信号通路中，发现DOR患者的卵泡液中与卵母细胞分裂和排卵相关的ACPP水平较低，可能与人类卵母细胞成熟的促进剂溶血磷脂酸(LPA)水平有关，并推断卵泡液中ACPP的水平可作为预测卵母细胞成熟和发育潜力的潜在标志物。

蛋白质的结构和功能远比基因和核酸更为复杂，因此蛋白质组学的研究手段也更为复杂和困难。例如，蛋白质的翻译后修饰（如磷酸化、糖基化等）给分离和分析蛋白质带来了很大的挑战。其次，蛋白质组学的研究难度还体现在其样本处理和分析的复杂性上。蛋白质的提取、纯化以及结果分析都比核酸更加复杂。在蛋白质组学研究中，不存在类似于PCR的扩增技术，这使得研究蛋白质时的灵敏度受到限制，无法达到基因组学研究的高通量和完整性，使DOR的蛋白质组学研究较其他组学研究更复杂和困难。但随着各学科的交叉融合，通过蛋白质组学的应用，能够更全面地了解DOR的发病机理，为早期发现和诊断提供更为精确的指标，同时为药物研发提供新的靶点和思路，以进一步改善DOR患者的治疗效果和预后。

四、代谢组学

代谢组学利用先进的化学分析技术以高通量方式表征细胞、组织和体液中的代谢物，使其成为研究疾病表型的有力工具。作为分子调控的下游产物，代谢物可以直接揭示上游基因和蛋白质的功能。代谢组学已成为通过生物标志物鉴定来预测和改善生殖结果的潜在工具，DOR女性代谢谱分析的任务是探讨与疾病发展相关的代谢改变。关于DOR的代谢组学研究主要采用液相色谱-串联质谱法检测卵泡液和GC。研究发现多不饱和胆碱缩醛磷脂（PUFA ae）和甲基精氨酸转移酶（PRMT）活性，色氨酸代谢、丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢和类固醇生成，瘦素、支链氨基酸和胰岛素水平，活性氧爆发和炎症、氧化脂代谢物和花生四烯酸代谢途径等因素的变化可能是DOR患者在代谢组谱发生的实质变化。

有学者通过液相色谱-串联质谱法等方法对女性卵泡液进行了靶向定量代谢组学分析，发现DOR患者卵泡液中与衰老和卵母细胞质量有关的PUFA ae和PRMT活性较正常卵巢储备组显著降低。肖继梅通过液相色谱-串联质谱法等方法研究患者卵泡液，发现服用中药六味地黄丸的DOR患者与未服用中药的DOR患者相比，其色氨酸代谢、丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢和类固醇激素生物合成4个代谢通路均受到调节，并且胆碱、异丁左旋肉碱、睾酮醋酸盐、13,14-二氢视黄醇、吲哚、乳酸等可能成为肾阴虚型不孕症中医证候学的潜在标志物。

Bou Nemer等通过液相色谱-串联质谱法等方法研究不同体重女性的卵泡液，发现与正常体重及超重患者相比，肥胖患者卵泡液中与卵母细胞和胚胎数量、胚胎质量和妊娠成功率呈负相关的瘦素，以及与妊娠率呈负相关、与流产率呈正相关的支链氨基酸，及胰岛素的水平均升高，这可能与不良体外受精结局有关。

He等通过液相色谱-串联质谱法研究女性的GC，发现DOR组HMGCR、SQLE、CYP51A等调控类固醇生成的基因下调，以及可诱导活性氧爆发和炎症的AGE-RAGE信号通路相关基因上调，表明DOR患者的激素合成可能受损，且异常炎症会影响卵泡发育。因此，类固醇基因的异常表达和炎症相关基因的上调可能是DOR发生的原因。

Lu等通过代谢组图谱分析发现，患有DOR的年轻不孕女性的卵丘细胞中的丝氨酸合成增加。Liang等对女性卵泡液进行了液相色谱-串联质谱法分析，发现DOR组卵泡液中参与卵母细胞发育成熟的15种调控花生四烯酸代谢途径的氧化脂代谢物显著低于正常卵巢储备组。此外，卵泡液中有8种不同氧化脂质代谢物的浓度与FSH呈负相关，与AFC呈正相关。AMH、取卵数、MⅡ卵母细胞数和受精数均与9种不同氧化脂质代谢物呈正相关，有1种代谢物与优质胚胎数呈正相关。由此可见，部分氧化脂代谢物和花生四烯酸代谢途径可能在DOR不孕症中起重要作用。Liu等通过非靶向和靶向代谢组学研究发现，DOR影响卵泡液的代谢谱，色氨酸和吲哚代谢物在DOR组中显著下调；卵泡液中色氨酸的浓度与正常卵巢储备女性的可用胚胎率呈正相关。卵泡液中色氨酸及其吲哚代谢产物的改变可能间接反映了肠道菌群与卵泡微环境之间的相互作用。这些结果为探索DOR的发病机制和寻找新的生物标志物和卵巢保护剂提供了数据支持。

五、总结

DOR是一种原始卵泡过早耗竭、卵泡闭锁加速和卵泡生长受到抑制导致卵巢中卵母细胞的数量和质量下降的妇科内分泌疾病。本文分析了当前基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学研究DOR发病机制的文章，发现这几种组学研究多以卵泡液、GC和血液为研究对象，结果表明DOR的发生发展主要与GC增殖和凋亡、类固醇生成、免疫系统、血管生成等功能相关的基因、蛋白或通路变化相关，代谢物主要与类固醇生成、炎症、氧化脂代谢物、PRMT活性，以及花生四烯酸代谢等因素相关的物质变化有关。

但是这些数据之间的内在关联尚未得到系统的描述，也不足以解释临床上大多数DOR的病因。有调查显示，当前临床上绝大多数（约90%）的DOR病例尚未找到特定原因。究其原因，一是卵巢功能的调控机制极为复杂，涉及到多个基因、激素和环境因素的相互作用，这使得我们对其具体机制的理解仍然有限；二是目前尚未找到一种能够全面、准确地评估卵巢储备功能的方法，这导致DOR的诊断和治疗相对困难；三是与多囊卵巢综合征等妇科内分泌疾病相比，DOR的学术研究并未获得足够的重视，开展的研究项目较少，缺乏大规模、多中心的临床研究，使得研究结果的可靠性和普适性受到一定限制；四是受研究技术的限制，许多内分泌疾病尚存在难以突破的瓶颈；五是许多研究性文章只做到发现差异，或用实时荧光定量和免疫印迹试验进行简单的差异验证，而未进行差异基因或蛋白的功能验证。

针对DOR的研究现状，随着科技的进步和研究的深入，未来可能会出现更多基于分子生物学、影像学等新技术的诊疗方法和类似免疫治疗、miRNA治疗，与遗传背景交叉性疾病（如POI等）共分析等多方向的研究以助力于弥补DOR研究中的不足，为今后临床DOR的诊断和治疗提供更多有用的理论和实验依据。例如，除了传统的激素替代疗法和辅助生殖技术，未来可能会开发出更多基于干细胞、基因编辑等新技术的治疗方法，为DOR的治疗提供更多的选择。

文章来源：梁瑞宁，李欣，易瑶.卵巢储备功能下降的组学研究进展[J].生殖医学杂志，2025,34(2):261-268.