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2024.11.13

文献解读 | 江苏省中医院IF 6.1脂质代谢+蛋白质多组学分析,揭示多囊卵巢综合征的发病机制

文章背景

多囊卵巢综合征(PCOS)是女性最常见的内分泌和代谢紊乱,也是无排卵性不孕和高雄激素血症的主要原因由于PCOS的发病机制尚不清楚,需要通过适当的筛查、早期准确的诊断和有效的干预来进一步研究PCOS的病因并发现相关的生物标志物,以预防长期并发症。

2024年4日,江苏中医学院生殖课题组在Journal of Translational Medicine杂志上发表了题为“Integrated lipid metabolomics and proteomics analysis reveal the pathogenesis of polycystic ovary syndrome”的文章,本研究从蛋白质和代谢水平探讨其发病机制,揭示多囊卵巢综合征的特征。

研究材料:卵泡液、卵巢颗粒细胞
技术方法:脂质组学、蛋白质组学

技术路线:






研究结果

1.临床数据和ART结果

作者统计了参与者的临床数据,结果见表1。其中PCOS组的年龄、BMI、bFSH、bE2、回收卵数、MII卵数、受精、冷冻胚胎数、囊胚数、冷冻胚胎率、囊胚率和优质胚胎水平与CON组没有显著差异(P>0.05)。然而,与CON组相比,PCOS组的bLH、LH/FSH和TT水平明显更高(P<0.05)。PCOS组的妊娠率略低于CON组。

图1 临床数据和ART结果

2.卵泡液脂质分析

研究显示,PCOS组和CON组之间检测到145种差异代谢物。不同的脂质代谢物由火山图表示(图2a),每组中升高和下调的代谢物由热图区分(图2b)。与CON组相比,PCOS组患者的中大多数脂质代谢产物都有所增加:其中的三酰甘油(TAG)、磷脂酰乙醇胺(PE)、二酰甘油(DAG)和HexCer AP的水平显著升高。然而,与CON组比较,PCOS FF的溶血磷脂酰胆碱(LPC)、鞘磷脂(SM)、巯基己糖酰神经酰胺羟基脂肪酸(SHexCer)和磷脂酰胆碱的水平显著降低。

图2 卵泡液脂质分析

3.脂质代谢物与临床数据和炎症因子的相关性

作者对PCOS组和CON组之间的差异脂质代谢产物和临床指标和炎症进行了关联分析(图3)。结果通过层次聚类热图呈现:在PCOS组与CON组中,TAG、DAG、PE、PC和HexCer AP的浓度与TT、AMH、取卵数、MII卵母细胞和受精呈正相关(P<0.05)。LPC、SM、SHexCer、PC与BMI、TT、AMH、取卵数、MII卵数和受精率呈显著负相关(P<0.05)。然而,TAG和PE与年龄、冷冻胚胎率和优质胚胎率呈负相关。

PCOS患者卵泡液中TNF-α和IL-6的浓度显著高于CON组。脂质和PCOS密切相关的炎症因子TNF-α和IL-6综合相关性分析。结果显示,促炎变量与脂质代谢产物相关。IL-6与SM(d14:0/23:1)和DAG(18:1/18:2)呈正相关,TNF-α与PC(20:3e/26:4)、SM(d14:0/23:1)和LPC(18:2)呈正相关(P<0.05)。

PCOS组FF中的大多数脂质代谢产物都大于CON组,主要包括TAG、PE、DAG、HexCer AP。动物实验中卵泡的体外成熟(IVM)表明,甘油和甘油激酶对卵泡发育至关重要,但高水平的TG会降低卵泡成熟率。患有PCOS的超重患者通常有血脂异常,包括血清TAG水平升高。通过Spearman相关分析,TAG与优质胚胎高度相关,呈负相关趋势。溶血性PE上调可能是由于溶血磷脂酰转移酶(LPCAT4)和/或LYPLA1活性受损。在PCOS组的FF中观察到的SM和SHexCer水平较低,表明PCOS卵泡中的鞘脂代谢下调。大多数鞘脂可以作为膜的结构分子和信号分子与许多生物过程有关,包括细胞死亡、增殖、免疫反应、组织侵袭和转移。

图3 脂质代谢产物和临床指标、炎症因子关联分析
4.卵巢颗粒细胞蛋白质组学分析

根据颗粒细胞蛋白质组学的研究结果,与对照组相比,PCOS患者中144种蛋白质的表达明显不同。Go功能富集分析表明,差异表达蛋白的主要富集功能可概括为血小板脱颗粒、凝血和炎症反应。此外,本分析中鉴定出了富含炎症的蛋白质,已有文献报道它们与多囊卵巢综合征的关联,如A1BG、APOC1、AZGP1、CCN4等与脂质、葡萄糖和肥胖的代谢、炎症反应和胰岛素抵抗密切相关,表明它们在PCOS中的诊断价值。

差异表达的蛋白质在炎症和脂质代谢中富集。此外,不同的脂质和PCOS相关的炎症标志物密切相关。临床指标中的胚胎率也与脂质代谢产物相关。所以PCOS患者的慢性炎症状态会导致脂质代谢异常,从而影响IVF中相关蛋白质和胚胎质量的变化。

图4 卵巢颗粒细胞的蛋白质组学分析
小结 
综上所述,在PCOS患者的FF中观察到甘油脂质、甘油磷脂和鞘脂代谢的显著变化,这些变化与炎症变量密切相关。PCOS患者GCS中的差异蛋白与脂质代谢和炎症有关。这些代谢功能障碍与ART中的卵母细胞发育密切相关。在临床实践中,辅助生殖治疗前筛查脂质代谢状况和纠正慢性炎症状态非常重要。进一步的研究将验证与脂质代谢相关的差异蛋白与PCOS卵泡发育之间的关系,并为PCOS的治疗提供靶点和方向。




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排版:野凌

审核:三黍生物企宣部

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