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卵泡、卵细胞发育成熟及其排卵是一个非常复杂的过程，长期以来一直认为通过下丘脑-垂体-卵巢性腺轴系统相互作用，即中枢神经内分泌是卵泡发育成熟及其排卵的唯一调节机制，但近年来，随着生殖内分泌学和分子生物学的研究进展，卵巢内微环境局部自分泌和旁分泌调节因子直接调节卵泡及卵细胞发育的作用日益受到关注。如:类固醇激素、细胞因子、生长因子、抑制素、激活素及泌乳素。其中近年来对卵巢局部颗粒细胞（GC）、卵泡膜细胞及卵母细胞产生的生物活性因子的研究有较多进展。本文将从以下几个方面对其做一综述。
1 基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinasea，MMPs）系统与排卵 排卵是一个成熟
的卵子突破卵泡壁顶部释放的过程。卵泡壁顶部由单层上皮细胞和两层胶原组成，排卵前卵
泡壁顶部胶原的降解被认为是排卵过程的限速步骤。研究发现 ［1］ ，MMPs是参与卵泡破
裂的关键蛋白酶，人工合成的MMPs抑制剂可阻碍排卵过程。 排卵前后总伴随剧烈的组织重建和改组，伴随蛋白水解和血管发生，这些动态组织的变更要求细胞外基质（exˉtracellar matrix，ECM）的不断重建。ECM成分包含蛋白和非蛋白分子，它们形成具有组织特异性的细胞粘附结构。ECM是构成卵泡骨架的基本成分，它在细胞间形成了一个复杂的动态变化网络系统。ECM不仅是组织结构上的支持要素，而且在连接细胞与细胞，组织与组织，介导细胞间的信息传导，调节细胞增殖、发育、迁移和代谢过程中起重要作用。其中基质蛋白与其细胞受体的相互作用能调节细胞结构、第二信使的产生和基因表达。ECM内环境稳定性的维持在很大程度上依赖于基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制因子（tissue inhibitors of MMPs，TIMPs）的协调控制，MMPs-TIMPs是参与ECM降解和重建的主要蛋白酶系统 ［2］ 。MMPs是一类以ECM组分为主要底物的锌蛋白酶，包 括最新克隆的MMP-28，共发现25个成员，分属于胶原酶collagenase）、明胶酶（gelatinase）、溶基质素（stromelysin）、膜型MMPs（membrane type MMPs，MT-MMPs）和其他MMPs等5大类。近年的研究发现，MMPs不仅在有机体生长发育中的ECM更新（turnover）和重塑（remodelling）以及疾病的病理损害过程中起很重要的作用，它们还可能通过降解IL-1β、TNF-α、IGFBP、FGF和血管紧张素（angiotensin）等分子参与细胞功能调节和信号转导 ［3］ 。TIMPs广泛存在于各类组织中，对大多数MMPs成员具有特异性抑制作用。但近来发现，TIMP-2可与MMP-2前体形成非抑制性复合物，帮助MMP-2的激活。除对MMPs的活性具有调节作用外，越来越多的证据表明，TIMPs可作为自分泌或旁分泌因子，参与细胞增殖、分化和血管新生等生理过程，在卵巢中还可刺激类固醇激素的合成 ［1］ 。具体而言其在影响排卵过程的主要酶有以下几种。
1.1 胶原酶 胶原酶包括间质胶原酶和胶原酶-3（即MMP-13）。在排卵前卵泡顶部胶原三股螺旋纤维的解旋和降解中起主要作用 ［3］ 。排卵剂量的人绒毛膜促性腺激素（hCG）可诱导恒河猴卵泡中间质胶原酶mRNA表达显著升高 ［4］ 。这种酶存在于卵泡颗粒细胞和膜细胞中，卵泡破裂前其活性明显增加。胶原酶-3在动情期大鼠窦状卵泡膜细胞和基质细胞表达较高 ［1］ ，但其活性是否受排卵前促性腺素峰的调节有待证明。
1.2 明胶酶 明胶酶能裂解变性的胶原（明胶）和Ⅳ型胶原（基膜的主要成分），推测在
排卵过程中，这类酶对基膜的降解和变性胶原的进一步水解起关键作用。
1.2.1 明胶酶A（MMP-2） 促黄体激素（LH）峰出现后的大鼠卵巢中明胶酶A的mRNA水平和酶活性显著升高，用α-N抑制素43kU亚单位的N末端多肽免疫雌羊，可导致卵泡液中明胶酶A浓度下降和排卵受阻。提示该酶在排卵过程中可能发挥着重要作用 ［5］ 。
1.2.2 明胶酶B（MMP-9） 明胶酶B在排卵过程中的作用尚不清楚。同明胶酶A一样，它能
裂解Ⅳ型胶原。可能在基膜降解中起作用。在大鼠中 ［5］ ，对排卵有刺激作用的IL-1β能导致卵泡膜间质细胞的明胶酶B活性增加。然而，正常排卵前的大鼠卵巢中明胶酶B的活性极低。明胶酶作为降解ECM成分的主要蛋白酶，被认为是排卵过程中重要的调节因子。然而，明胶酶A或B基因敲除的小鼠均不影响生育 ［5］ 。它们在排卵过程中是否具有相互替代的作用，仍需进一步研究。
1.3 MT-MMPs 近来发现，MT-MMPs（膜型MMPs）也参与排卵过程的调节，用排卵剂量的hCG处理未成年大鼠（23天）后 ［6］ 排卵前卵泡周围的膜间质细胞中MT1-MMP与MMP-2一同表现上调，而其颗粒细胞层中MT1—MMP的表达则下降，这种表达机制和分布说明MT1-MMP在卵泡中可能具有双重功能，开始MT1—MMP在卵泡发育过程中参与降解卵泡内的基质，而在排卵前，则可作为MMP—2前体的激活因子。MT1-MMP能水解Ⅰ型和Ⅲ型胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白和蛋白多糖 ［3］ ，因而也可能参与排卵时ECM的降解。
1.4 溶基质素 这类蛋白酶的某些成员可能参与排卵过程，但目前尚无直接证据。有实验发现 ［7］ ，在排卵中起重要作用的缓激肽（bradykinin）能显著诱导卵泡颗粒细胞中溶基质素-1（MMP-3）和Enamelysin（MMP-20）的基因表达，这两种蛋白酶能降解胶原、纤粘连蛋白、层粘连蛋白和明胶等底物，它们是否参与排卵时卵泡壁的破裂过程，有待证实。
1.5 TIMPs TIMPs是细胞外基质中MMPs活性的主要调控因子，它们在排卵过程中的重要作用是控制排卵时ECM的降解程度和维持整个卵巢内环境的稳定。排卵前LH峰可刺激雌羊卵泡中TIMP-1mRNA和蛋白水平的升高 ［8］ ，在排卵前卵泡的颗粒细胞层中有较强的活性，相比之下，IMP-2在卵泡中呈组成性（constitutive）表达，主要定位在膜细胞层。这种时空表达差异表明TIMP-1、TIMP-2在排卵中发挥不同的作用:TIMP-1可能主要调节排卵时蛋白水解的程度;TIMP-2可能通过使明胶酶A和MT1—MMP定位于细胞表面增加水解活性。
2 纤溶酶原系统与排卵
Schochet（1916） ［9］ 远在20世纪初就提出纤溶酶与卵泡破裂相关的见解，可直到70年代，Beer等（1975） ［10］ 才通过实验证实纤溶酶可直接降解牛卵泡壁并可能与卵泡壁破裂相关。纤溶酶系统属丝氨酸蛋白水解酶，具有His、Asp和Ser组成的催化活性中心，具有广泛水解酶活性。其前体纤溶酶原可在纤溶酶激活因子（tPA，uPA）作用下在其Arg560-Val561处断裂形成由二硫键连接的双链分子纤溶酶。纤溶酶主要是通过打开纤蛋白分子的Arg-x和Lys-x键而降解ECM ［11］ 。纤溶酶原激活因子（PA）有两种，即组织型PA（tPA）和尿激酶型PA（uPA）。tPA、uPA和它们的抑制因子PAI-1和PAI-2参与许多生理和病理过程，如肿瘤发生、细胞迁移、组织重建和改组、伤口愈合、乳腺增生、子宫内膜周期性变化，胚胎植入和精子发生等等。激活因子和抑制因子基因在某种特定细胞中的特异作用是由在细胞上控制它们转录和表达的激素特异受体或因子决定的。PA和PA抑制因子表达产物（蛋白）分泌出来后，立即与其细胞表面受体或细胞间质或细胞表面结合蛋白结合。这种结合一方面局限作用时间，延长半衰期，而且可使它们的作用强度提 高200～300倍。PA在细胞间或细胞表面上的局部蛋白水 解作用严格受到它们的特异抑制因子的调控和制约，以便保证在非常特异和定向完成局部的细胞外基质（ECM）局部降解时不危害临近的细胞和组织，而且能迅速恢复其功能。因此，由PA系统所调控的ECM降解的改变将会广泛影响机体的各种生理和病理过程 ［12］ 。 排卵有两个前提条件，在排卵前卵丘-卵母细胞复合体脱离GC层，游离于卵泡腔;卵泡壁特定部位的有限局部破裂。卵泡壁破裂伴随着卵巢各类细胞一系列在生理、生化和形态上的协同变化，给猴 ［13］ 和大鼠 ［14，15］ 注射PMSG刺激卵泡生长，再注射hCG诱发排卵。在激素处理的不同时间，取出卵巢，分离GC、TC，并测定tPA、uPA和抑制因子PAI-1表达的变化。GC中的tPA，而不是（uPA）在排卵前达到高峰，在排卵后即刻下降，说明GC中tPA与排卵密切相关.卵泡膜细胞（TC）主要产生PAI-1，同样受促性腺激素调控 ［16］ 。在促性腺激素作用下，GC中的tPA和TC中的PAI-1基因在时间和空间上的协同表达导致GC中的tPA活性在排卵前达到高峰，在tPA峰值前和排卵后，TC中的PAI-1活性出现两次高峰，以局限和阻止排卵前后高量的tPA对邻近卵泡可能发生的伤害作用 ［15］ 。tPA和PAI-1的协同表达和相互作用使排卵卵泡形成局部蛋白水解流“窗口域”，对卵泡的局限定向破裂起重要调控作用。卵丘-卵细胞复合体脱离GC细胞层，取决于卵丘细胞扩散。实验发现 ［17，18］ 卵细胞也表达tPA，它也受促性腺激素同步调节，并证明与卵细胞成熟和卵丘细胞扩散有关。上述事实说明，tPA和PAI-1在卵巢不同细胞中的协同表达可诱发排卵。
3 前列腺素系统与排卵
多项研究证实，包括人在内的多种哺乳动物的卵巢组织均具有合成前列腺素的功能。1972年报道消炎痛等前列腺素（PGs）合成阻断剂抑制大白鼠排卵之后才知道PGs参与排卵。其后报道许多实验结果，PGs对排卵过程所起的作用，特别是以卵泡破裂为中心。已知大白鼠排卵前的卵泡具有对PGE 1 特异性结合的受体，越临近排卵前其结合力最高。又发现猪卵泡也有对PGE 2 特异性结合受体，人也有PGE 2 受体。认为这与排卵，尤其与蛋白分解酶活化有关系。LH还刺激来自卵泡的组胺分泌，为使血管扩张卵泡充血、血管通道性亢进、卵泡壁呈水肿状等。组胺虽然2h涸竭，而卵泡的变化在排卵过程内仍持续不变，越接近排卵越增强，因此认为有组胺以外的因子参与，作为此种现象的介质，推测是PGE、PGI 2［19］ 。 环氧化酶（COX）是前列腺素合成的一系列酶促反应步骤中的限速酶，对前列腺素合成具有重要的调节作用。目前人们对两种类型COX基因的表达特点已有了较为深入的认识，已发现人离体培养的卵巢颗粒细胞，卵泡内膜细胞能够合成前列腺素 ［20］ ，疫组化研究证实人类卵巢具有COX酶。李云 ［21］ 等利用人COX-1、COX-2cRNA探针，首次通过原位杂交技术，进一步证实人体卵泡期和黄体期卵巢组织COX-1的多量表达，而COX-2基因则表达极低，以至检测不到。由于取材限制，未能获得处于排卵期的卵泡。该研究还发现，在卵泡期及黄体期的卵巢组织中，COX-1基因在颗粒细胞和卵泡内膜细胞中均有表达，其中以颗粒细胞表达量最高。此研究还发现，在黄体期及卵泡期卵巢组织中各种细胞，COX-1的表达稳定，表达量及分布在这两时期中未表现出明显差异。近几年来，人们已发现COX-1在多种哺乳动物组织内均稳定表达，有人推测COX-1可能是“管家基因”之一，它表达的持续性对维持生物体正常功能具有重要意义 ［22］ 。
4 血管内皮因子与排卵
卵巢血流是影响卵巢功能的重要因素，正常妇女卵巢内周期性血管形成伴随血流呈周期性改变，与卵巢性激素周期性分泌相关。血管内皮生长因子（vascular endothelia growth fator，VEGF）在卵巢内周期性表达，与卵巢内血管生成、血流变化和性激素分泌的周期性变化密切相关，内分泌异常时卵巢VEGF表达和血清VEGF水平亦呈相应变化 ［23］ 。VEGF基因定位于6号染色体短臂2区1带3亚带，由8个外显子和7个内含子组成，其编码区约14Kb。人类VEGF克隆的cDNA序列分析显示其存在4种不同的分子结构:VEGF121、VEGFl65、VEGF189、VEGF206，分别由相应数目的氨基酸组成:外显子选择性剪接决定了分子结构的不同。VEGF121是完全可溶的蛋白质。VEGF165最常见，分泌出细胞时仍与细胞表面和胞外基质连接。VEGF189、VEGF206完全存在于胞外基质中，在肝素和肝素酶或纤溶酶作用下以可溶形式释放。VEGF通过与其受体结合作用于血管内皮;高亲和力的侧受体均具酪氨酸激酶活性，称为受体酪氨酸激酶，以两种形式存在于血管内皮细胞上:fms酪氨酸激酶和激酶结构区域。VEGF到达血管内皮有两种方式:VEGF121、VEGFl65的自由扩散;VEGF189、VEGF206在蛋白酶作用下裂解成小分子片段扩散。VEGF是潜在的促血管分裂原，体内实验研究表明，VEGF诱导血管生成（anˉgiogenesis）和血管通透性（vascular Permeability）的变化，在血管发生（vasculogenesis）过程中起着举足轻重的作用 ［24］ 。而新血管化（neovascularzation）正是雌性生殖系统各器官功能正常发挥及生殖过程顺利进行的保障。大量的研究表明，VEGF在雌性哺乳动物子宫和卵巢等性腺系统中有特异表达，并参与排卵、胚胎植入、胎盘发生等多种雌性生殖过程。研究表明 ［25］ ，VEGF在排卵过程中为自分泌调节。正常生育年龄妇女卵巢VEGF周期性地在卵泡和黄体的颗粒细胞和卵泡膜细胞表达。始基卵泡和闭锁卵泡无VEGF表达，从窦性卵泡到成熟卵泡的颗粒细胞和从中等大小卵泡到排卵前卵泡的卵泡膜细胞上，VEGF表达强度随卵泡发育而增强，颗粒细胞、卵泡膜细胞分泌的VEGF促使卵泡周围微血管生成，从而使卵泡有机会得到更多的血液中促卵泡激素（FSH）和黄体生成素（LH）的作用而进一步发育，同时VEGF使膜层微血管渗透性增高导致血浆外渗、卵泡液积累，提示VEGF与卵泡选择、发育有关。同时，VEGF表达量也随之升高，这表明卵巢排卵过程中，多种激素调控VEGF的表达和功能发挥。Levitas等 ［26］ 报道，VEGF在排卵前卵泡强表达，一方面与前列腺素协同作用，提高卵泡周围血管通透性引起卵泡液快速积累，与排卵有关;另一方面则促进纤溶酶原激活物在内皮细胞上的表达，继而激活纤溶酶、蚀原酶，引起卵泡基膜的降解、卵泡破裂和排卵。
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（收稿日期:2004-05-24） （编辑罗 彬）
作者单位:410007湖南中医学院中西医结合系