基于PI3K/Akt信号通路探讨针灸治疗多囊卵巢综合征机制的研究进展

张艺馨1, 韩晗2, 姜玥3, 韩延华3, 张跃辉3

【作者机构】 1黑龙江中医药大学第一临床医学院; 2哈尔滨医科大学附属第一医院群力院区妇科; 3黑龙江中医药大学附属第一医院妇科一科
【分 类 号】 R711.75
【基    金】 国家自然科学基金面上项目(82374286) 黑龙江省青年岐黄学者培养项目(黑中医药教函〔2023〕36号) 黑龙江省中医药经典普及化研究专项课题(ZYW2025-050) 黑龙江省中医药创新团队及人才支持计划项目。
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基于PI3K/Akt信号通路探讨针灸治疗多囊卵巢综合征机制的研究进展

基于PI3K/Akt信号通路探讨针灸治疗多囊卵巢综合征机制的研究进展

张艺馨1 韩 晗2 姜 玥3 韩延华3 张跃辉3

1.黑龙江中医药大学第一临床医学院,黑龙江哈尔滨 150000;
2.哈尔滨医科大学附属第一医院群力院区妇科,黑龙江哈尔滨 150000;
3.黑龙江中医药大学附属第一医院妇科一科,黑龙江哈尔滨 150000

[摘要] 多囊卵巢综合征(PCOS)是一种生殖内分泌疾病,常伴随胰岛素抵抗(IR)、高雄激素血症及排卵障碍。磷PI3K/Akt通路参与调控胰岛素分泌、糖脂代谢、氧化应激(OS)、炎症反应、细胞增殖分化、自噬凋亡及子宫内膜容受性,与PCOS密切相关。研究表明,针灸可通过调节PI3K/Akt通路及其上下游因子从以下角度调控PCOS,主要包括改善IR、抑制炎症与OS、调控细胞自噬与凋亡,提升子宫内膜容受性,以平衡激素水平、缓解代谢紊乱、提高排卵及妊娠率。本文综述PI3K/Akt通路在PCOS中的主要作用及针灸通过调控该通路改善PCOS的机制,以期为后续针灸治疗PCOS的研究提供参考。

[关键词] 多囊卵巢综合征;PI3K/Akt信号通路;针灸;机制;研究进展

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是一种常见的生殖内分泌疾病,临床以胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)、高雄激素血症(hyperandrogenism,HA)、排卵障碍和卵巢多囊样改变为主要特征。其在育龄女性中发病率为10%~15%,是导致月经失调及无排卵性不孕的主要原因,严重影响女性的身心健康[1-2]

近年来,针灸疗法因其整体调控、简便效廉等优点,在生殖内分泌领域得到广泛认可,对于PCOS患者的内分泌、排卵及生育能力改善效果明显[3-4]。PI3K/Akt信号通路广泛参与调控胰岛素分泌、糖脂代谢、氧化应激(oxidative stress,OS)、炎症反应、细胞增殖分化、自噬凋亡及子宫内膜容受性,与PCOS的发生、发展密切相关[5-6]。针灸能够通过调控PI3K/Akt通路及其上下游因子改善PCOS。鉴于此,本文总结PI3K/Akt通路在PCOS发生、发展中的作用及针灸基于本条通路调控PCOS的机制,以期为PCOS的基础研究及临床治疗提供新思路,为拓展针灸在生殖内分泌领域的广泛运用提供理论基础。

1 PI3K/Akt信号通路的概述

PI3K广泛存在于各类细胞之中,主要分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3种亚型,目前对Ⅰ型研究最为深入,此类亚型由调节亚基p85和催化亚基p110组成的异源二聚体构成。当受体被激活后,p85亚基识别并结合磷酸化酪氨酸残基,进而激活催化亚基p110。

Akt是PI3K下游的关键效应分子,包括Akt1、Akt2、Akt3 3种亚型。活化的PI3K催化细胞膜上的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸磷脂酰肌醇转化为第二信使,即磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇,后者募集磷酸肌醇依赖性激酶1和Akt。磷酸肌醇依赖性激酶1再通过磷酸化Akt的Thr308和Ser473位点使其完全激活。激活的Akt可进一步磷酸化下游多种底物,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)、糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3 beta,GSK-3β)、抗凋亡的B淋巴肿瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)及与之相关的促凋亡X蛋白(Bcl2-associated X,Bax)、活化半胱氨酸蛋白酶蛋白-9(cysteine aspartate specific proteinase-9,Caspase-9)和叉头框蛋白O1(forkhead box O1,FOXO1)等,从而广泛参与蛋白质合成、糖脂代谢、细胞生长、自噬与凋亡等重要病生理过程[7-8]

2 PI3K/Akt信号通路在PCOS发病机制中的作用

2.1 IR

IR是PCOS的核心病理特征,可诱发子宫内膜增生、卵巢功能障碍及HA等,同时增加代谢综合征、心脑血管疾病等远期并发症的发作风险[9]。PI3K/Akt通路作为胰岛素信号传导的关键枢纽,在调控糖原合成与葡萄糖代谢中起核心作用[6]。正常情况下,胰岛素与受体结合后,会激活胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)/PI3K/Akt的级联反应,抑制GSK3β活性、促进糖原合成,并诱导葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter type 4,GLUT4)转位以增加葡萄糖摄取。同时,Akt还会通过磷酸化FOXO1等下游因子参与脂质的合成调节。PCOS发生后,升高的黄体生成素(luteinising hormone,LH)会干扰卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)对IRS的调节,抑制PI3K/Akt通路活性,导致p-Akt及GLUT4表达下降,糖原合成与葡萄糖转运受阻,胰岛素敏感性下降,IR随之发生[10]。动物实验进一步发现,PCOS-IR大鼠的IRS-1、PI3K、Akt和GLUT4表达均显著降低,这提示PI3K/Akt通路在IR发生时是抑制状态,而恢复该通路活性可有效改善IR、糖脂代谢异常、高雄状态及性激素紊乱[11]。上述证据表明,PI3K/Akt通路与PCOS-IR及糖脂代谢紊乱密切相关。

2.2 炎症反应及氧化应激(oxidative stress,OS)

研究发现,PCOS患者体内炎症因子显著增多,包括肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)等。以上标志物的含量升高提示PCOS患者始终处于一种全身的慢性低度炎症状态之中[12]。而活性氧(reactive oxygen species,ROS)的过度累积会导致机体氧化与抗氧化功能的失衡,诱发OS,这与卵巢颗粒细胞的凋亡、线粒体的功能障碍和卵泡的发育密切相关。且炎症反应与OS二者又可相互驱动,加剧IR与HA,形成恶性循环[13]

在PCOS大鼠的卵巢中,线粒体功能障碍伴随ROS的上升及PI3K/Akt磷酸化水平的下降,提示ROS可能抑制了该通路活性。激活PI3K/Akt通路,可以下调脂质过氧化的终产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)及TNF-α、IL-6含量,增加超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)活性,有效平衡氧化与抗氧化的关系,改善炎症反应及卵巢多囊形态[14];还可以增加缺氧诱导因子-1α的合成、抑制血管内皮生长因子A的表达,从而抑制血管细胞生成,降低血管通透性,减少炎症部位的血液及营养供给,改善PCOS大鼠的炎症状态[15];此外,还可以抑制NF-κB的表达,降低PCOS大鼠的MDA、C反应蛋白、TNF-α、IL-18、IL-6、IL-1β水平,纠正卵泡发育异常[16]。以上均说明,PI3K/Akt通路通过调控NF-κB、MDA、SOD、TNF-α、IL-6、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等参与的炎症反应与OS,进而对卵泡发育及卵巢形态等产生影响。

2.3 细胞自噬

自噬是细胞通过清除受损细胞器及有毒蛋白以维持内稳态的自我修复过程,广泛参与HA、IR、炎症及代谢紊乱等PCOS相关的核心病理过程。在PCOS患者卵巢中,滤泡及颗粒细胞的自噬失调可导致卵母细胞质量下降,严重时可导致生育障碍[17]。微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)是参与自噬体膜形成的核心分子,其脂化形式LC3-Ⅱ及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值与自噬水平呈正相关[18]。另一关键标志物自噬相关蛋白Beclin-1作为Ⅲ类PI3K复合物的核心组分,通过催化生成磷脂酰肌醇3-磷酸,募集自噬相关蛋白,促进自噬体形成[19]

在PCOS大鼠卵巢颗粒细胞中,p-PI3K、p-Akt及mTOR表达降低,而自噬相关蛋白5、Beclin-1、LC3-Ⅱ及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ则明显升高,同时自噬底物泛素结合蛋白1(sequestosomel-1,p62)水平下降,提示PCOS发病过程中存在PI3K/Akt通路抑制伴随的过度自噬[20]。有学者提出,口服纳米姜黄素可通过激活PI3K/Akt/mTOR通路,上调miR-223-3p、p62及LC3-Ⅱ水平,降低TNF-α与NF-κB水平,缓解PCOS大鼠的自噬及炎症[21-22]。Chen等[23]研究发现,PCOS患者卵泡发育缺陷可能与基质金属蛋白酶家族中的明胶酶A和B分解胞外基质促进了细胞自噬相关。而二甲双胍可通过激活PI3K/Akt/mTOR通路,下调明胶酶A和B,上调miR-29b-3p,抑制自噬并改善PCOS大鼠的排卵障碍;还可下调LC3-Ⅱ、Beclin-1及p-PI3K,上调SOD,减轻OS与自噬,减少囊性卵泡数量[24]。综上所述,PI3K/Akt通路参与调控细胞自噬,对PCOS相关的卵泡发育不良及排卵障碍等发挥调节作用。

2.4 细胞凋亡

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程,参与维持卵泡发育与闭锁的动态平衡。颗粒细胞异常凋亡可导致卵泡发育停滞、闭锁、子宫内膜异常增生及卵巢多囊样改变,是PCOS发生及生育能力下降的重要原因[25-26]

研究表明,激活PI3K/Akt/mTOR通路可以抑制卵巢颗粒细胞的凋亡,改善PCOS大鼠的卵巢功能障碍,反之该通路被抑制时,Bax/Bcl-2比值升高,凋亡与卵泡闭锁加剧[27]。另外,PCOS患者卵巢中淋巴细胞衔接蛋白水平升高,会抑制PI3K/Akt/FOXO3的活性,导致颗粒细胞的凋亡及IR加重,卵母细胞成熟率下降,而敲除该蛋白可恢复通路活性,凋亡被明显抑制,代谢与生殖异常均得到改善[28]。此外,生长激素治疗可激活PCOS患者的PI3K/Akt通路,下调Caspase-9、Caspase-3、FOXO1及Bax表达,上调Bcl-2,缓解线粒体功能障碍与细胞凋亡[29]。以上均提示PI3K/Akt通路的活性与颗粒细胞凋亡水平关系紧密,主要通过平衡Bax、FOXO1/3、Caspase-9与Bcl-2的表达水平以调控PCOS患者的卵泡发育及排卵功能。

2.5 子宫内膜容受性

子宫内膜容受性是指在“着床窗”内子宫内膜允许胚胎定位、黏附、植入至着床成功的能力[30]。PCOS患者因IR、HA、OS及代谢紊乱等因素,常伴有子宫内膜容受性下降,这使得有生育需求的患者在促排卵治疗后常面临排卵率升高,但着床率与妊娠率较低、流产率较高的问题[31]

有研究者发现,PCOS患者子宫内膜厚度与容积下降,血流动力学参数异常升高,这可能与血清VEGF及缺氧诱导因子-1α水平下降相关[32]。而激活PI3K/Akt通路可上调子宫内膜微血管内皮细胞中VEGF的表达,促进血管扩张,改善通透性,从而提高子宫内膜容受性与胚胎着床率[33]。此外,PCOS不孕患者子宫内膜中与容受性呈正相关的白血病抑制因子及血清整合素β3水平显著降低。白血病抑制因子与其受体结合可以激活PI3K/Akt通路,抑制GSK3β活性,调控子宫内膜细胞增殖与分化,对其进行外源性补充可有效提升PCOS大鼠的子宫内膜容受性并改善卵泡闭锁[34-35]。因此,PI3K/Akt通路可以通过调控子宫内膜血管通透性和子宫内膜细胞的增殖与分化,影响子宫内膜容受性及妊娠结局。

3 针灸调控PI3K/Akt信号通路治疗PCOS

3.1 针灸调控PI3K/Akt信号通路改善IR

研究发现,电针天枢、足三里可激活PI3K/Akt通路,上调GLUT4,下调GSK3β,改善PCOS-IR大鼠的IR、糖脂代谢及排卵障碍[36]。刘菏婧等[37]提出电针关元、中极等穴位配合补肾化痰活血方颗粒能提升p-PI3K、p-Akt与GLUT4蛋白表达,改善IR、激素紊乱及卵巢多囊形态。其他研究也发现,针灸或埋线治疗可通过激活IRS-1/PI3K/Akt/GLUT4通路,增强胰岛素信号传导与葡萄糖摄取,降低血糖及胰岛素水平,缓解代谢紊乱。电针同样能够激活本条通路,改善患者的中医证候、IR状态,提高痰湿型PCOS-IR患者的胚胎质量、移植率、妊娠率及活产率[38-40]。以上说明针灸疗法可通过调控PI3K/Akt通路及其上下游分子,改善PCOS-IR患者的胰岛素敏感性下降、糖脂代谢紊乱等问题,并为有生殖需求的PCOS-IR患者提供新的治疗思路。

3.2 针灸调控PI3K/Akt信号通路抑制炎症及氧化应激

Huang等[36]研究发现,电针可调节PI3K/Akt通路,增加GLUT4表达以改善糖脂代谢,并下调TNF-α、IL-6等炎症因子,缓解PCOS-IR大鼠肝脏炎症。沈凌宇等[41]提出,电针双侧带脉穴能上调PI3K的水平,抑制NF-κB的活性,减轻下丘脑炎症。张彩荣等[42]发现,悬灸关元及三阴交可抑制PI3K/Akt/mTOR通路磷酸化,下调IL-6、IL-1β表达,改善卵巢功能不全大鼠的炎症状态、激素紊乱及卵泡发育障碍。此外,电针归来和三阴交能下调颗粒细胞中固醇调节元件结合蛋白1的过表达,解除其对Akt活性的抑制,缓解PCOS大鼠的OS及线粒体功能障碍[43]。综上所述,针灸可通过调控PI3K/Akt通路,有效改善PCOS患者的OS与慢性低度炎症状态,进而改善IR、HA、代谢紊乱及卵泡生长发育障碍等重要病理特征。

3.3 针灸调控PI3K/Akt信号通路介导的细胞自噬

研究显示,针刺可通过调控LncMEG3的表达与PI3K/Akt/mTOR通路,影响卵巢自噬水平,从而改善PCOS。具体包括电针双侧带脉可通过上调Lnc-MEG3、Beclin-1及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的表达,抑制Akt/mTOR磷酸化,促进自噬,减轻PCOS大鼠体重,平衡激素紊乱,减少囊性卵泡数量[44];针刺关元、中极、气海、三阴交、子宫穴可下调LncMEG3表达,降低LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ及P62的含量,抑制PI3K/Akt/mTOR通路表达,减少颗粒细胞自噬,改善激素紊乱、卵泡发育障碍及卵巢形态[45-46]。此外,电针双侧太冲及三阴交能直接激活PI3K/Akt通路,下调LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ,改善卵巢组织的自噬及卵泡的生长状态,平衡紊乱的性激素,进而改善PCOS导致的排卵障碍性不孕[47]

3.4 针灸调控PI3K/Akt信号通路介导的细胞凋亡

近年来有研究发现,miR-21基因系列(包含miR-21-3p)在PCOS患者体内呈高表达,而LncMEG3可与miR-21-3p结合并促进其表达,抑制PI3K/Akt/mTOR通路活性,加剧颗粒细胞凋亡与卵泡发育障碍。针刺关元、中极、气海、三阴交、子宫穴可改善大鼠的PCOS状态,其机制或与下调LncMEG3和miR-21-3p、恢复PI3K/Akt活性、抑制颗粒细胞凋亡、促进卵泡发育及改善性激素紊乱等密切相关[48-50]。吻素是由KISS-1基因编码的神经肽,通过与其受体KISS1R/GPR54结合,调节下丘脑-垂体-性腺轴,促进LH与FSH分泌。该信号通路紊乱可导致LH/FSH比值升高,影响睾酮水平及排卵功能,使颗粒细胞凋亡与自噬失衡,加重PCOS的排卵障碍[51-53]。研究表明,吻素可通过激活PI3K/Akt和ERK通路,上调Bcl-2、抑制Bax和Caspase-3表达,减少ROS与MDA累积,从而缓解颗粒细胞凋亡和OS,抑制PCOS进展[54]。相关动物实验也表明,电针关元穴及其旁开非穴可逆转吻素的过表达,调节PCOS大鼠的激素分泌,抑制颗粒细胞凋亡,改善卵巢多囊形态[55]。此外,有学者提出艾灸双侧肾俞、关元、中脘穴可通过激活PI3K/Akt通路,上调Bcl-2、抑制Bax表达,减少颗粒细胞凋亡,从而促进卵泡生长、减少闭锁卵泡,并调节性激素水平,最终提高卵巢功能减退大鼠的妊娠率与胚胎数量[56]。该发现为探究艾灸是否可通过调控PI3K/Akt通路改善细胞凋亡来治疗PCOS提供了参考,但其有效性仍需动物及临床试验进一步验证。

3.5 针灸调控PI3K/Akt信号通路增加子宫内膜容受性

Xing等[57]研究发现,对脱氢表雄酮诱导的PCOS大鼠针刺公孙、内关、子宫、关元穴,可显著提升其子宫内膜中PI3K/Akt通路相关蛋白(VEGF、VEGFR2、p-PI3K、Akt、p-Akt)及基因(VEGF、VEGFR、PI3K、Akt mRNA)的表达水平,并增强内皮型一氧化氮合酶与一氧化氮活性,改善子宫内膜容受性相关形态学指标(胞饮突数量与成熟度)及关键因子同源框A10和白血病抑制因子的表达,促进局部血管生成,提高子宫内膜容受性,增加胚胎着床数量。另有学者发现,二补助育汤联合针灸关元、三阴交、肾俞穴可以下调miR-494-3p,上调同源框A10,并激活PI3K/Akt/mTOR通路,增加超排卵小鼠的胚泡数量,提高子宫内膜的厚度和子宫内膜容受性,且疗效优于单独针刺或单独服用中药汤剂,这也为日后研究PCOS不孕患者提高体外受精-胚胎移植的成功率提供了参考[58]

4 总结与展望

综上所述,PI3K/Akt通路参与PCOS的发生与发展,在多个环节中起关键调节作用。在众多疗法中,针灸具有绿色安全、简便效廉等优点,现有的动物及临床研究肯定了针灸疗法能够通过调控PI3K/Akt通路,从不同靶点影响多种机制,改善IR、抑制炎症反应与OS、调控细胞自噬与凋亡,提升子宫内膜容受性,以达到平衡激素水平、改善代谢紊乱、提高排卵率及妊娠率的临床疗效。

但纵观现有研究,仍存在以下不足:①PI3K/Akt与其他通路存在交互作用,共同形成调节网络对本病进行交叉调控,但目前对与之交互的通路作用机制研究不足。②虽然针灸治疗具有不良反应少、安全性高等优势,但选穴、手法,电针参数及灸法操作目前尚无法做到精准统一。③多数研究的样本量较小,地域局限性明显,且以短期研究为主,随访时间较短,缺乏大样本量、多中心的临床研究及对远期疗效的随访。④部分研究联合了其他疗法,致使针灸的独立疗效较难界定。因此,日后需更多科学严谨、角度多维的动物及临床研究,更深入地探讨以PI3K/Akt通路为锚点的正、负反馈调控网,规范针灸选穴及操作手法、明确电针的量效关系及灸法的种类与操作顺序,开展大样本量、多中心的临床研究,合理设置分组,明确针灸的独立疗效,并加强对远期疗效的随访,以期发挥中医优势,为完善中医体系防治PCOS提供更充分的理论基础及科学依据。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Research progress on the mechanism of acupuncture treatment for polycystic ovary syndrome based on the PI3K/Akt signaling pathway

ZHANG Yixin1 HAN Han2 JIANG Yue3 HAN Yanhua3 ZHANG Yuehui3

1.The First Clinical College, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Heilongjiang Province, Harbin 150000,China;2. Department of Gynecology, Qunli Campus,the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Heilongjiang Province, Harbin 150000,China;3.the First Department of Gynecology, the First Affiliated Hospital of Heilongjiang University of Chinese Medicine, Heilongjiang Province, Harbin 150000,China

[Abstract] Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a reproductive endocrine disorder that is often accompanied by insulin resistance (IR), hyperandrogenemia, and ovulatory disorders. The PI3K/Akt pathway regulates insulin secretion,glycolipid metabolism, oxidative stress (OS), inflammatory response, cell proliferation and differentiation, autophagy and apoptosis, and endometrial receptivity, and is closely related to PCOS. Studies have shown that acupuncture can regulate PCOS from the following aspects by modulating the PI3K/Akt pathway and its upstream and downstream factors:improving IR, inhibiting inflammation and OS, regulating autophagy and apoptosis, enhancing endometrial receptivity,and balancing hormone levels, alleviating metabolic disorders, improving ovulation and pregnancy rate. This article reviews the main role of the PI3K/Akt pathway in PCOS and the mechanism by which acupuncture improves PCOS by regulating this pathway, with the aim of providing a reference for subsequent research on acupuncture treatment of PCOS.

[Key words] Polycystic ovary syndrome;PI3K/Akt signaling pathway;Acupuncture and moxibustion;Mechanism;Research progress

[中图分类号] R711.75

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2026)03(b)-0171-07

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25101823

[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(82374286);黑龙江省青年岐黄学者培养项目(黑中医药教函〔2023〕36号);黑龙江省中医药经典普及化研究专项课题(ZYW2025-050);黑龙江省中医药创新团队及人才支持计划项目。

[作者简介]

张艺馨(1995-),女,黑龙江中医药大学第一临床医学院2023级中医妇科学专业在读博士研究生;研究方向:中西医结合生殖内分泌等。

[通讯作者] 张跃辉(1980-),女,博士,教授,博士生导师,主任医师;研究方向:中西医结合生殖内分泌等。

(收稿日期:2025-10-27)

(修回日期:2025-12-31)

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