Kisspeptin与多囊卵巢综合征代谢异常的研究进展
2026-01-12 来源:生殖医学杂志

作者:李月滢,李小燕,田文艳等,天津医科大学总医院妇产科,天津市女性生殖健康与优生重点实验室


多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的内分泌疾病,主要表现为月经紊乱、高雄激素血症及卵巢多囊样改变。在PCOS患者中,卵泡发育和释放卵母细胞的过程异常,从而影响了患者的生育能力。PCOS常常伴随胰岛素抵抗(IR)以及高胰岛素血症等,给患者的生活和健康带来了很大的影响[1] 。PCOS患者大多伴有糖脂代谢异常,故而除了聚焦于PCOS对生殖方面的影响,还应当关注其在代谢层面的影响[2] 。目前,已有广泛研究表明PCOS和Kisspeptin之间存在一定的关系。Kisspeptin是一种神经肽,在神经系统中发挥重要作用,调节性腺激素的释放和生殖功能。Kisspeptin可以促进卵泡发育和成熟,从而提高卵母细胞的质量和数量[3] 。本文将从Kisspeptin在PCOS中的发病机制及其最新的临床实践应用进行总结。


一、Kisspeptin概述


早期研究表明,一种名为KISS1的基因可从恶性黑色素瘤细胞中分离得到,该基因编码互补脱氧核糖核酸(cDNA),并定位于染色体1q32-41区域[4] 。KISS1cDNA编码一种164个氨基酸的亲水性蛋白,该蛋白可被水解为KP-54、KP-14、KP-13和KP-10,均为C末端具有精氨酸和苯丙氨酸的多肽,统称为Kisspeptin神经肽家族。人类的Kisspeptin神经元主要集中在漏斗核和视前区[5] 。KISS1的信使核糖核酸(mRNA)在胎盘组织高度表达,在睾丸、胰腺、肝、小肠、脑和脂肪组织亦有所表达[4] 。

G蛋白偶联受体54(GPR54),也称为AXOR12或hOT7T175,位于人19号染色体p13.3位点,是G蛋白偶联受体视紫红质家族中的一员。该受体是Kisspeptin特异性受体,最初是从大鼠脑中分离鉴定得到的[6] 。KISS1编码的Kisspeptin神经肽家族的C末端均具有Arg-Phe-NH2结构,是与GPR54结合的保守位点,两者结合后能够诱导磷脂酶C(PLC)活化,活化的PLC进一步水解磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2),产生细胞内信使三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG)。其中IP3促进胞内钙离子释放,激活GnRH神经元中的钙依赖性通道;DAG激活蛋白激酶C(PKC)并促使细胞外信号调节激酶1和2(ERK1/2)磷酸化,共同调控GnRH神经元以发挥生物学作用。近年来针对Kisspeptin的研究表明,Kisspeptin参与PCOS的发生发展过程[7] 。


二、Kisspeptin在PCOS中的发病机制


1.KISS1基因突变与PCOS:近年来,KISS1基因的突变被认为是与PCOS发病相关的一个新兴遗传因素。KISS1外显子的不同突变与Kisspeptin功能紊乱及高体生成素(LH)分泌相关,可能会促进PCOS的发展[8] 。Daghestani等[9] 通过聚合酶链式反应(PCR)和核苷酸测序筛选KISS1基因的单核苷酸多态性(SNP),在KISS1基因中检测到3个新的SNP,其中一个SNP rs1213704663C>G的基因型和等位基因频率与PCOS发病显著相关,

PCOS女性的LH和雌二醇(E2)分泌过多以及LH与卵泡刺激素(FSH)比值升高受rs1213704663的GG基因型显著影响。Albalawi等[10]在对KISS1基因的所有编码外显子进行测序的过程中,发现PCOS组SNP rs4889C>G突变频率高于对照组,第81位精氨酸被脯氨酸取代,此项研究表明KISS1基因的遗传变异可能是导致PCOS发生的危险因素。同样的,在一项KISS1多态性与PCOS的关联分析中,rs12998G>A在显性、隐性、共显性和等位基因模型中与PCOS相关。此外,rs4889C>G在上述模型中亦与PCOS相关。进一步单倍型分析表明,与对照组相比,病例中C-G-G单倍型更为常见,而G-A-G单倍型则较少见[11]。


2.Kisspeptin中枢及外周调控:Kisspeptin通过多个层面调控下丘脑-垂体-卵巢(HPO)轴,对生殖功能起着重要的调节作用。HPO轴被过度激活是PCOS发生发展的关键。Kisspeptin直接作用于下丘脑GnRH神经元上的GPR54,激活GnRH神经元释放GnRH,继而导致促性腺激素(LH、FSH)的释放[12] 。此外,Kisspeptin还介导性激素对HPO轴的反馈调节作用,PCOS患者对性激素负反馈的反应性降低,这也是PCOS高雄激素血症发生的重要因素之一。在生理状态下,GnRH以脉冲形式释放,由于孕酮的反馈抑制,在黄体期释放频率最低。较低频率的GnRH刺激FSH产生,而高频率的GnRH则刺激LH产生。有研究表明,月经周期卵泡期末雌激素的增加会激活KISS1神经元,从而增加GnRH脉冲频率和幅度,PCOS患者在整个排卵周期中都存在持续的快速GnRH脉冲频率[13] ,因此PCOS患者具有LH/FSH比值增大的内分泌特征,这可能与GnRH脉冲发生器对类固醇激素反馈的敏感性降低有关。GPR54在垂体中高度表达,这表明其在垂体层面的内分泌功能调节中发挥重要作用。有一项回顾性病例对照研究发现,PCOS患者血清中Kisspeptin水平增高并与LH水平呈正相关,推测Kisspeptin可能通过调节LH水平在PCOS患者排卵障碍中发挥重要作用[14] 。Kisspeptin从直接和间接两个方面对垂体释放FSH和LH产生影响,其中通过下丘脑GnRH刺激垂体的间接途径起主要作用。而相对较低的FSH抑制卵泡成熟,不能形成优势卵泡,最终导致了PCOS患者特征性的无排卵及卵巢多囊样改变。除了在中枢的表达,Kisspeptin及其受体还存在于卵巢颗粒细胞中,直接参与局部调控卵泡发育。


García-Ortega等[15] 通过PCR和免疫荧光检测到人颗粒细胞和卵丘细胞中的KISS1和GPR54表达,显示Kisspeptin存在于细胞质和细胞核中,GPR54存在于细胞质和细胞膜中,其中卵丘细胞中的表达显著高于颗粒细胞。这证实了Kisspeptin/GPR54系统可能通过直接作用于性腺来调控卵泡发育及卵巢功能。Hu等[16] 通过检测PCOS患者卵泡液和人颗粒黄体细胞,发现KISS1和KISS1R的表达水平显著上调,表明人颗粒黄体细胞中KISS1和KISS1R表达的增加可能有助于PCOS的发病。


三、Kisspeptin与PCOS代谢异常


1.糖代谢异常:PCOS患者50%~70%存在IR,Kisspeptin作为一种代谢标志物,与IR之间具有密切关联[17] 。Pérez-López等[18] 研究发现,与正常对照相比,PCOS患者的Kisspeptin、LH水平以及胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)较高,而性激素结合球蛋白水平较低。Kisspeptin与HOMA-IR呈显著负相关,这表明IR与Kisspeptin水平下降有关。Yuan等[19]研究发现,下丘脑神经元细胞中双氢睾酮(DHT)对胰岛素作用的抑制可以通过Kisspeptin给药逆转,支持了DHT诱导的Kisspeptin下调可能导致IR以及内质网应激这一结论。Rashad等[20]发现,PCOS患者的Kisspeptin水平高于对照组,但是在PCOS组中,Kisspeptin水平与体质量指数(BMI)、血糖、血脂谱呈负相关。为了评估血浆Kisspeptin浓度是否与胰岛素分泌相关,Andreozzi等[21] 根据Kisspeptin值将261例非糖尿病受试者分层为三分位数,使用源自口服葡萄糖耐量试验(OGTT)的指标评估胰岛素分泌,发现Kisspeptin浓度与胰岛素分泌相关,并独立于葡萄糖稳态的重要决定因素(如肥胖、2h负荷后血糖和胰岛素敏感性)。Hauge-Evans等[22] 在体外测量外源性Kisspeptin刺激葡萄糖诱导的人和小鼠胰岛素分泌时,Kisspeptin的存在使葡萄糖诱导的胰岛素分泌(GSIS)大幅度增加。综上所述,PCOS患者Kisspeptin通过影响胰岛素分泌及胰岛素敏感性,最终导致糖代谢紊乱。


2.脂代谢异常:KISS1基因对脂代谢的调控主要通过直接调控与间接调控这两种途径实现,其中直接调控表现为Kisspeptin直接作用于脂肪组织。在外周组织中,脂肪组织中的Kisspeptin/GPR54系统表达水平最高[23]。Wang等[14] 发现,PCOS患者Kisspeptin水平与血糖、胰岛素曲线下面积、甘油三酯水平呈负相关,提示外周血Kisspeptin水平可能直接影响机体对糖类及脂类的代谢水平。然而,Wang等[24] 对去势或切除卵巢的GPR54基因敲除小鼠使用高脂饮食,发现其甘油三酯浓度较低,尤其是雌性小鼠,研究还发现使用KP-10刺激3T3-L1细胞加速分化为脂肪细胞,并显著促进甘油三酯合成,证明了GPR54通过促进脂肪细胞分化和脂肪积累直接参与肥胖发育。Tolson等[25]报道除了刺激生殖轴外,Kisspeptin还影响体重、能量平衡和葡萄糖稳态,使用Cre/lox技术开发新型的全身KISS1R基因敲除小鼠并证实了删除KISS1R的外显子会导致两性性腺功能减退。此外,KISS1R的整体缺失会导致女性肥胖,但不会导致男性肥胖,同时还会导致葡萄糖耐量受损。


除了直接对脂肪组织进行调控以外,Kisspeptin还对其他分子予以调节,进而发挥间接调控脂质代谢的作用。视黄醇结合蛋白4(RBP4)属于脂质运载蛋白家族,主要在循环中运输维生素A方面发挥作用,还与肥胖和2型糖尿病患者的IR有关。一项临床研究比较了PCOS女性以及正常女性的Kisspeptin、瘦素和RBP4水平,发现PCOS患者的Kisspeptin与RBP4呈显著正相关,且与肥胖有关[26]。瘦素是一种由脂肪组织分泌的激素,其含量与脂肪组织成正比。在母羊大脑中发现Kisspeptin神经元对瘦素有反应,并且KISS1mRNA的表达受瘦素状态的影响。Kisspeptin通过多种途径参与肥胖发生发展,Kisspeptin与瘦素共同参与PCOS患者的脂代谢调控。


综上所述,尽管关于Kisspeptin对脂代谢作用的机制尚不明确,然而可以明确的是Kisspeptin与多种因素共同参与脂代谢调控,尤其在PCOS患者中。


四、Kisspeptin的临床应用


1.Kisspeptin在生殖领域的临床应用:Kisspeptin在正常月经周期中表现出特异性周期变化,前5d较低,而第11天出现第1次增加(优势卵泡直径1~2cm),在第14天出现了第2次较小的增加,并且在血清和尿液中观测到相同的周期变化[27] 。而在PCOS患者体内,Kisspeptin显著升高,这表明Kisspeptin在PCOS的发生及发展过程中起着重要作用,同时也为后续有关Kisspeptin临床应用的研究指明了方向。


近年来,Kisspeptin被作为接受体外受精-胚胎移植(IVF-ET)治疗的女性评估生育状况的一种生物标志物。为了探究Kisspeptin的治疗作用,一系列研究从中枢与外周两种途径开展了实验。研究表明,向小鼠外周注射Kisspeptin-10(KP-10)可提高血浆LH水平并有效刺激HPO轴[28] 。在临床试验中,外源性应用Kisspeptin-54(KP-54)同样可显著升高血浆LH浓度,且在排卵前阶段的作用最为明显,表明其能够诱导排卵前LH高峰的发生[29] 。此外,在雄性小鼠中比较全身施用KP-54与KP-10对LH分泌的影响,发现仅KP-54能够穿透血脑屏障,并更持久地维持LH的释放[30]。鉴于Kisspeptin有效激活人类和其他哺乳动物促性腺激素分泌的能力,其类似物(激动剂和拮抗剂)已被探索作为治疗各种生殖疾病的潜在药物[4] 。另外,电针和中药也能从Kisspeptin途径改善PCOS症状[31-32] 。

由于Kisspeptin在正常月经周期中表现出先低后高的趋势变化,且Kisspeptin在体内与LH峰形成密切相关。现有研究报道,将Kisspeptin激动剂作为促排卵药物使用。在一项针对53例女性进行的研究中,皮下注射不同浓度KP-54后,患者平均成熟卵母细胞数量呈剂量依赖性增加,表明单次注射KP-54可有效诱导接受IVF-ET治疗的不孕女性卵母细胞成熟。该结果证实Kisspeptin可作为IVF-ET周期中的一种扳机药物[33]。另一项研究探讨了Kisspeptin对人颗粒黄体细胞的作用,发现与传统扳机药物相比,其诱导的血清促性腺激素变化特征更接近自然周期[34] 。Abbara等[35] 的研究证明,新型Kisspeptin激动剂MVT-602比天然KP-54更有效地介导KISS1R介导的信号传导。其临床研究表明,MVT-602在健康女性中比KP-54能更持久、更持续地增加LH,并且还可以增加PCOS女性和患有低促性腺激素性性腺功能减退症的女性的LH。MVT-602对LH水平的长期作用显示出作为健康女性以及患有生殖障碍的女性的生育治疗的前景。Kisspeptin作为扳机药物,还需更多实验证实其临床疗效。


IVF-ET是治疗不孕症的重要方法之一,但是PCOS患者在促排卵过程中易发生卵巢过度刺激综合征(OHSS)。为探究Kisspeptin在OHSS高风险女性中应用的有效性与安全性,一项研究对该类女性群体注射了KP-54。结果显示,患者成熟卵母细胞数量增加,且未出现中度和重度OHSS症状[36] 。在一项Ⅱ期随机对照试验中,观察到使用了第二剂KP-54的患者获卵数增加,且不增加OHSS的风险[37]。综合上述观点,Kisspeptin及其类似物在未来可成为新的促排卵药物,并且能够降低PCOS患者发生OHSS的概率。


2.Kisspeptin在代谢异常中的临床应用:Kisspeptin与PCOS的糖脂代谢存在关联,然而当前在针对代谢异常的治疗方面尚未有相关的报道,目前仅有文献报道并指出Kisspeptin未来或许可应用于代谢性疾病的治疗。代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)是全球慢性肝病的主要原因,并且在患有PCOS的女性中发病率较高,是因为MAFLD和PCOS具有共同的危险因素,包括中心性肥胖、IR、慢性低度炎症和高雄激素血症[38]。NAFLD的标志性特征是由于肝脏脂肪代谢失调导致肝脏脂肪过度积累或脂肪变性,可进展为非酒精性脂肪性肝炎、纤维化和肝硬化。Guzman等[39] 发现,激活Kisspeptin受体信号通路对NAFLD具有治疗作用,同时在在NAFLD患者和高脂饮食喂养的小鼠中,肝脏KISS1/KISS1R表达和血浆Kisspeptin水平升高,表明存在减少甘油三酯合成的补偿机制。因此,我们推测Kisspeptin有可能用于治疗MAFLD或延缓其进展,但目前仍缺乏相关临床研究数据证实。


五、总结与展望


综上所述,Kisspeptin不仅在下丘脑与GPR54结合后过度激活HPO轴,GnRH与LH分泌增加,引起HPO轴功能紊乱,还在外周水平影响卵巢微环境,局部调控卵泡发育。Kisspeptin/GPR54信号传导的任何异常或失调都可能对卵巢功能产生负面影响,导致生殖内分泌异常或女性不孕。本文讨论了KISS基因突变与PCOS发病的关系,在多个层面对HPO轴的调控作用、Kisspeptin与PCOS糖脂代谢异常的关联性以及目前Kisspeptin的临床应用。但Kisspeptin与PCOS代谢紊乱相关的实验研究目前仍较少,其参与机体IR及脂质代谢的潜在机制仍不明确。近年来,随着对Kisspeptin功能的了解,其在PCOS及其相关症状中的治疗也取得了显著进展,但尚需要更多的临床试验验证其有效性及安全性。Kisspeptin除了在生殖领域的机制探索及临床应用外,其在代谢方面的机制仍有待进一步探索,期望未来能在临床上得到应用。


利益冲突 所有作者声明无利益冲突。

作者贡献 李月滢负责数据整理、文章撰写;李小燕负责论文审阅;田文艳负责研究指导。


参考文献略。


来源:李月滢,李小燕,田文艳.Kisspeptin与多囊卵巢综合征代谢异常的研究进展[J].生殖医学杂志,2025,34(12):1717-1722.

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