《Journal of Endocrinology》：Mitochondrial AR overactivation coupled with uterine decidual mitochondrial defects in PCOS-associated pregnancy loss
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本研究针对PCOS患者高发的妊娠丢失难题，揭示了子宫蜕膜中线粒体雄激素受体（AR）的异常活化及其导致的线粒体功能紊乱是关键机制。通过人群队列和PCOS样大鼠模型，结合亚细胞组分分离、Western blot、qPCR、电镜等技术，发现PCOS妊娠丢失者蜕膜中线粒体AR表达升高，伴随mtDNA含量减少、嵴结构紊乱、ATP生成下降；应用AR拮抗剂氟他胺可部分逆转上述异常并改善妊娠结局。该研究为理解PCOS相关妊娠丢失的分子病理提供了新视角，发表于《Journal of Endocrinology》。
多囊卵巢综合征（PCOS）作为育龄期女性最常见的内分泌代谢紊乱性疾病，全球患病率高达11%-13%，其临床特征包括高雄激素血症、胰岛素抵抗和排卵障碍。值得注意的是，PCOS女性不仅面临生育困难，其妊娠期并发症风险也显著增加，尤其是早期妊娠丢失（流产）的发生率远高于健康人群。尽管胚胎染色体非整倍体是早期流产的主要原因，但研究显示PCOS患者与非PCOS患者的胚胎非整倍体率并无差异，这强烈提示母体子宫微环境的异常可能是导致PCOS相关妊娠丢失的关键因素。子宫蜕膜基质细胞是子宫内膜蜕膜化的主要功能细胞，在胚胎植入和胎盘形成中扮演着核心角色，其功能依赖健康的线粒体供能。然而，在PCOS的高雄激素和胰岛素抵抗病理背景下，子宫蜕膜，特别是其线粒体的功能状态如何，以及是否直接参与妊娠丢失，此前尚不明确。
以往研究多聚焦于核雄激素受体（AR）在PCOS子宫内膜功能障碍中的作用，但AR在线粒体中的存在及其功能在PCOS子宫中未见报道。事实上，AR除了定位于细胞核，也在多种细胞类型的线粒体中检测到。那么，在PCOS状态下，子宫蜕膜细胞的线粒体内是否也存在AR？其活性是否异常？这种线粒体AR的过度激活是否会破坏线粒体的正常结构和功能，进而导致妊娠失败？这些问题构成了本研究试图解答的核心科学问题。
为了深入探究这一机制，研究团队整合了临床样本分析与动物模型实验。他们收集了因早期妊娠丢失而行手术终止妊娠的PCOS患者、非PCOS妊娠丢失患者以及因非医学原因择期终止妊娠的健康孕妇（作为对照）的子宫蜕膜基底层组织。同时，他们构建了PCOS样大鼠模型，通过从妊娠第7.5天至第14.5天联合暴露于5α-二氢睾酮（DHT）和胰岛素，模拟PCOS患者的高雄激素和胰岛素抵抗状态，并观察其妊娠结局。部分PCOS样孕鼠在同期接受了AR拮抗剂氟他胺干预，以评估阻断AR信号通路对妊娠结局和子宫线粒体功能的改善作用。
研究人员运用了一系列关键技术方法来揭示现象背后的分子细节。主要包括：通过透射电子显微镜（TEM）观察子宫蜕膜基质细胞线粒体的超微结构；采用定量实时聚合酶链反应（qPCR）检测线粒体相关基因（如参与线粒体嵴重塑的SAMM50、CHCHD3，融合/分裂相关的MFN1、DRP1，生物发生相关的TFAM、PGC1A，线粒体自噬相关的PINK1、PARKIN等）的mRNA表达水平；通过蛋白质印迹（Western blot）分析亚细胞组分（胞质、线粒体、细胞核）中AR蛋白的表达与定位；通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测组织中的尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD/NADH）和三磷酸腺苷（ATP）含量；并通过多重qPCR评估线粒体DNA（mtDNA）的拷贝数。临床样本来源于符合鹿特丹诊断标准的PCOS患者、非PCOS妊娠丢失者及健康对照者。
研究结果
PCOS早期妊娠丢失患者子宫AR mRNA和线粒体AR蛋白表达增加与线粒体形态功能异常相关
临床数据分析显示，PCOS妊娠丢失患者血清孕酮（P4）水平降低，而总睾酮和DHT水平升高，HOMA-IR指数也显著增高，表明存在高雄激素和胰岛素抵抗。在分子层面，PCOS患者蜕膜组织中的ARmRNA表达显著上调。更重要的是，亚细胞蛋白分析发现，线粒体AR蛋白（而非胞质AR）在PCOS组特异性升高。与此同时，PCOS组蜕膜组织的mtDNA拷贝数明显减少。电镜观察揭示了PCOS组蜕膜基质细胞线粒体的严重结构异常：线粒体形态不规则，呈环形或泡沫状，内部嵴结构溶解、断裂。线粒体嵴重塑关键基因SAMM50和CHCHD3的表达下调。此外，线粒体动力学（融合/分裂）、生物发生、线粒体自噬相关基因表达出现紊乱，例如MFN1、DRP1、PGC1A、PINK1表达下降，而PARKIN表达上升导致PARKIN:PINK1比值增高。最终，PCOS组蜕膜组织的ATP含量显著降低，提示线粒体能量合成功能障碍。
PCOS样妊娠大鼠模型的确认及其妊娠结局受损
在动物实验中，DHT+胰岛素联合暴露的孕鼠出现了与PCOS患者类似的妊娠结局恶化，表现为活胎率下降，出血吸收胎和完全无胎的比例增加。这些孕鼠同时表现出体重减轻、糖耐量受损以及循环中胰岛素、睾酮、雄烯二酮（A4）水平升高的代谢内分泌异常。
氟他胺改善PCOS样妊娠大鼠的妊娠结局及代谢内分泌异常
给予AR拮抗剂氟他胺治疗后，DHT+胰岛素暴露孕鼠的活胎率得到恢复，母体卵巢、子宫、肝脏重量增加，糖耐量异常和高胰岛素血症未完全逆转，但血清性激素结合球蛋白（SHBG）水平部分恢复，睾酮和A4在部分比较中有所下降，表明氟他胺能部分改善PCOS样的内分泌紊乱和妊娠损失。
DHT+胰岛素暴露孕鼠子宫Ar mRNA和线粒体AR蛋白增加
与人类数据一致，发生胎儿丢失的PCOS样孕鼠子宫组织中，ArmRNA以及胞质和线粒体AR蛋白表达均显著增加，而氟他胺治疗能有效抑制这种AR的过度表达。
氟他胺改善DHT+胰岛素暴露孕鼠子宫线粒体形态缺陷
电镜和形态计量学分析显示，发生胎儿丢失的PCOS样孕鼠子宫蜕膜基质细胞线粒体嵴结构破坏，电子密度降低。氟他胺治疗虽未能完全逆转线粒体形态异常，但能显著提高线粒体嵴密度，并部分恢复线粒体嵴连接组织相关基因Immt的表达。
氟他胺对DHT+胰岛素暴露孕鼠子宫线粒体相关基因和蛋白的选择性调控
基因表达分析表明，氟他胺能上调Opa1、Rheb、Mrps7的表达，下调Parkin:Pink1比值，并显著提升子宫组织的ATP水平，但对mtDNA拷贝数及Samm50、Chchd3等基因的恢复作用有限，提示氟他胺主要通过调节线粒体动力学、生物发生、自噬和能量代谢等环节部分改善线粒体功能。
研究结论与讨论
本研究首次揭示了子宫蜕膜细胞线粒体内存在AR，并且其在PCOS相关的妊娠丢失中过度活化。这种线粒体AR的异常增加与线粒体结构损伤（嵴结构紊乱）、内容物减少（mtDNA拷贝数下降）、关键功能基因表达失调以及能量产出障碍（ATP合成不足）密切相关。在PCOS样大鼠模型中，应用AR拮抗剂氟他胺能够降低线粒体AR水平，部分挽救线粒体形态和功能异常，并最终改善妊娠结局。
该研究的重大意义在于将PCOS相关妊娠丢失的机制研究从细胞核AR拓展至线粒体AR这一新维度，提出了“高雄激素血症—线粒体AR过度激活—蜕膜线粒体功能障碍—妊娠丢失”的致病新通路。这不仅深化了对PCOS生殖并发症病理生理机制的理解，也为开发针对线粒体AR的新型干预策略（如线粒体靶向的AR调节剂）提供了理论依据和实验基础，尽管氟他胺等抗雄激素药物因其潜在的致畸性目前尚不能直接用于孕期治疗。未来的研究可进一步探索线粒体AR与核AR在调控子宫蜕膜化过程中的交互作用，以及利用更精准的线粒体靶向技术来区分两者在病理过程中的独立贡献。
