吉林大学学报(医学版)  2019, Vol. 45 Issue (02): 400-404     DOI: 10.13481/j.1671-587x.20190232

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金爱红, 周霞平, 余志英
JIN Aihong, ZHOU Xiaping, YU Zhiying
蛋白聚糖和ADAMTS-1在多囊卵巢综合征患者血清中的表达及其临床意义
Expressions of Versican and ADAMTS-1 in polycysticovary syndrome patients and their clincal significances
吉林大学学报(医学版), 2019, 45(02): 400-404
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(02): 400-404
10.13481/j.1671-587x.20190232

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收稿日期: 2018-05-08
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金爱红, 周霞平, 余志英. 蛋白聚糖和ADAMTS-1在多囊卵巢综合征患者血清中的表达及其临床意义[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(02): 400-404.
JIN Aihong, ZHOU Xiaping, YU Zhiying. Expressions of Versican and ADAMTS-1 in polycysticovary syndrome patients and their clincal significances[J]. Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(02): 400-404.
蛋白聚糖和ADAMTS-1在多囊卵巢综合征患者血清中的表达及其临床意义
金爱红1 , 周霞平2 , 余志英1     
1. 广东省深圳市第二人民医院妇科, 广东 深圳 518035;
2. 广东省深圳市宝安区妇幼保健院, 广东 深圳 518133
收稿日期: 2018-05-08
基金项目: 广东省科技厅自然科学基金资助课题（2015A020212001）
作者简介: 金爱红(1976-), 女, 广东省深圳市人, 副主任医师, 医学硕士, 主要从事妇科肿瘤诊治等方面的研究。
通信作者: 周霞平, 主任医师, 硕士研究生导师(Tel:0755-83366388, E-mail:aocziaouxiaping@163.com)
[摘要]: 目的: 探讨蛋白聚糖（Versican）和Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶（ADAMTS-1）在多囊卵巢综合征（PCOS）患者血清中的表达，阐明二者在PCOS发病中的作用。方法: 选取80例PCOS患者（PCOS组）和100名正常体检妇女（对照组）为研究对象，测量2组受试对象身高和体质量，计算体质量指数（BMI）；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测2组受试对象血清中Versican和ADAMTS-1水平，测定2组受试对象血清中卵泡刺激素（FSH）、黄体生成激素（LH）、睾酮（T）、空腹血糖（FBG）和空腹胰岛素等水平；采用胰岛素抵抗指数稳态模式评估法（HOMA-IR）评估胰岛素抵抗。采用Pearson直线相关分析法分析Versican和ADAMTS-1与代谢指标的相关性。结果: PCOS组患者血清中Versican水平低于对照组（P=0.004），PCOS组患者血清中ADAMTS-1水平低于对照组（P < 0.01）。Versican和ADAMTS-1预测PCOS的灵敏度、特异度、受试者工作特征（ROC）曲线下面积（AUC）分别为76.74% vs 63.64%（P=0.018）、52.94% vs 40.73%（P=0.009）和0.675（0.550~0.795）vs 0.714（0.601~0.827）（P=0.032）。PCOS组患者Versican水平与FBG水平呈负相关关系（r=-0.738，P=0.022），ADAMTS-1水平与FBG水平亦呈负相关关系（r=-0.524，P=0.043）。结论: Versican和ADAMTS-1在PCOS患者外周血中低表达，并与胰岛素抵抗呈负相关关系，在PCOS发生中可能起抑制作用。
关键词: 蛋白聚糖    Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶    多囊卵巢综合征    胰岛素抵抗    空腹血糖    
Expressions of Versican and ADAMTS-1 in polycysticovary syndrome patients and their clincal significances
JIN Aihong1 , ZHOU Xiaping2 , YU Zhiying1     
1. Department of Gynecology, Second People's Hospital, Shenzhen City, Guangdong Province, Shenzhen 518035, China;
2. Shenzhen Baoan District Maternal and Child Health Hospital, Shenzhen City, Guangdong Province, Shenzhen 518133, China
[ABSTRACT]: Objective: To determine the expressions of Versican and a distintegrin and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs(ADAMTS-1) in serum in the polycystic ovary syndrome (PCOS) patients, and to clarify their roles in the pathogenesis of PCOS. Methods: A total of 80 patients with PCOS (PCOS group) and 100 healthy women (control group) were selected.The heights and body weights of the subjects in two groups were measured; and the body mass index(BMI) was calculated.The levels of serum Versican and ADAMTS-1 of the subjects in two groups were measured by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) method.The levels of serum follicle stimulating hormone(FSH), luteinizing hormone(LH), testosterone(T), fasting blood glucose(FBG), fasting insulin of the subjects in two groups were detected; insulin resistance was evaluated according to Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR).The correlations between Versican, ADAMTS-1 and the metabolic indexes were analyzed by Pearson linear correlation analysis. Results: The serum Versican level of the paticnts in PCOS group was significantly decreased compared with control group (P=0.004);the serum ADAMTS-1 level was also decreased (P < 0.01). The sensitivities, the specificities and the area under receiver operating characteristic (ROC) curve (AUC) of Versican and ADAMTS-1 in prediction of PCOS were 76.74% vs 63.64% (P=0.018), 52.94% vs 40.73% (P=0.009) and 0.675 (0.550-0.795) vs 0.714(0.601-0.827) (P=0.032), respectively. The correlation analysis showed that in PCOS group the serum level of Versican of the patients was negatively correlated with FBG(r=-0.738, P=0.022), and ADAMTS-1 was negatively correlated with FBG(r= -0.524, P=0.043). Conclusion: Versican and ADAMTS-1 lowly express in the patients with PCOS. They are negatively correlated with the insulin resistance.They may play inhibitory effects in the occurrence of PCOS.
KEYWORDS: Versican     a distintegrin and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs     polycystic ovary syndrome     insulin resistance     fasting blood glucose    

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)表现为雄激素水平升高和持续无排卵，是导致不孕的常见病因，目前PCOS的发病机制不清楚。研究[1-3]显示：基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)在PCOS的发病中起重要作用。Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶(a distintegrin and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs，ADAMTS-1)是最近发现的金属蛋白酶，与细胞外基质有关，是排卵过程中不可或缺的关键性蛋白酶[4]。多能蛋白聚糖(Versican)属于外源凝集素家族的大分子硫酸软骨素蛋白聚糖，分布于卵巢和子宫中，在排卵及着床过程中可能起重要作用[5]。ADAMTS-1和Versican与PCOS的相关性尚不清楚，因此本研究观察PCOS患者血清中ADAMTS-1和Versican的表达，旨在为PCOS的诊断和治疗提供依据。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选取2016年1月－2017年9月于广东省深圳市第二医院妇科接受治疗的80例PCOS患者为研究对象(PCOS组)。入组标准(PCOS诊断标准采用2003年鹿特丹国际会议制定的标准，符合以下3个标准中的2个)：①少或无排卵；②临床和(或)生化高雄激素血症的迹象；③超声表现为卵巢多囊样改变，并排除其他疾病。排除标准：使用影响胰岛素分泌与脂蛋白代谢药物；高血压；吸烟；心血管家族史疾病，库欣综合征，雄激素分泌肿瘤，晚发性21羟化酶缺乏症；甲状腺功能紊乱；目前使用口服避孕药；自身免疫性疾病；高泌乳素血症。选取在本院体检中心体检的健康妇女100人作为对照组。入组标准：月经周期规则；月经第2~3天性激素检测在正常范围；B超排除双侧卵巢多囊样改变；18岁＜年龄＜36岁。2组受试对象年龄、身高和体质量等各项指标比较差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。所有入选对象均签署知情同意书，本研究取得广东省深圳市第二医院伦理道德委员会批准。

1.2 检测指标

所用受试者于月经的第2~3天(闭经者于B超未见＞1 cm卵泡时)抽取肘静脉血10mL，5 mL以3000 r·min-1离心15~20 min，取血清后将其置于冰箱(-80℃)保存待测。使用ELISA法检测血清ADAMTS-1和Versican水平(试剂盒购自武汉博士德公司)。另5 mL血样送实验室采用葡萄糖氧化酶法测定血清葡萄糖水平，化学发光法检测血清卵泡刺激激素(follicle stimulating hormone，FSH)、黄体生成素(luteinizing hormone, LH)、总睾酮(total testosterone，T)、空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)、泌乳素、硫酸脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)和空腹胰岛素水平。计算体质量指数(body mass index, BMI)，BMI=体质量(kg)/身高2(m2)。采用胰岛素抵抗指数稳态模式评估法(HOMA-IR)评估胰岛素抵抗情况。HOMA-IR= FBG(mmol·L-1)×空腹胰岛素(mIU·L－1)/122.5。通过酶比色法测定血清总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)和甘油三酯(trilaurate glycerin，TG)水平。

1.3 统计学分析

采用SPSS22.0统计软件进行统计学分析。2组受试对象基本资料数据均以x±s表示，2组数据在满足正态分布情况下，组间比较采用两独立样本t检验。绘制ADAMTS-1和Versican水平预测PCOS的受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，灵敏度＝筛检试验阳性人数/确诊阳性人数×100%，特异度＝筛检试验阴性人数/确诊阴性人数×100%。ADAMTS-1和Versican水平与代谢指标的相关性分析采用Pearson直线相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 2组受试对象一般资料和各项指标水平

2组受试对象年龄和BMI比较差异无统计学意义(P＞0.05)。PCOS组患者血糖、胰岛素、HOMA-IR、LH和雌二醇水平高于对照组(P＜0.05)；PCOS组患者ADAMTS-1水平低于对照组(P=0.004)；PCOS组Versican水平低于对照组(P < 0.01)。见表 1。

表 1 2组受试对象一般资料和各项指标水平 Tab. 1 General informations and levels of various indicators of subjects in two groups
Group n Age (year) Age at menarche (year) BMI (kg·m-2) FBG (mg·dL-1) Insulin[λB/(mIU·L-1)] HOMA-IR Estradiol [ρB/(ng·L-1)] LH [λB/(IU·L-1)] FSH[λB/(IU·L-1)] DHEA-S (μg·dL-1) TC (mg·dL-1) LDL (mg·dL-1) HDL(mg·dL-1) TG (mg·dL-1) Total testosterone (ng·dL-1) ADAMTS-1 [ρB/(ng·L-1)] Versican [ρB/(μg·L-1)]
Control 100 18.89±2.59 13.02±2.53 22.95±3.70 86.21±7.18 7.05±1.07 1.63±0.49 25.73±7.38 4.66±0.24 6.27±1.71 377.73±33.15 151.92±31.08 70.32±25.33 64.63±9.41 80.98±18.61 20.31±7.24 4.53±1.61 80.61±10.12
PCOS 80 18.38±2.07 12.67±3.10 23.52±2.91 88.54±8.16 10.14±3.13 2.13±0.91 36.82±9.34 8.19±1.06 6.25±1.31 386.15±27.19 156.03±27.06 72.70±23.54 63.80±8.23 85.45±12.64 18.78±5.63 3.93±0.98 69.69±9.51
t 1.433 0.834 1.127 2.036 9.227 4.709 8.900 32.304 0.086 1.832 0.933 0.646 0.621 1.836 1.551 2.927 7.388
P 0.154 0.405 0.261 0.043 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 0.931 0.069 0.352 0.519 0.535 0.068 0.123 0.004 < 0.01
表选项
2.2 ADAMTS-1和Versican预测PCOS的ROC曲线下面积(AUC)、灵敏度和特异度

绘制ADAMTS-1和Versican预测PCOS的ROC曲线，结果表明：ADAMTS-1预测PCOS的AUC高于Versican，但ADAMTS-1预测PCOS的灵敏度和特异度低于Versican。见表 2和图 1。

表 2 ADAMTS-1和Versican预测PCOS的AUC、灵敏度及特异度 Tab. 2 AUC, sensitivities and specificities of ADAMTS-1 and Versican in prediction of PCOS
Index Cut-off value[ρB/(μg·L-1)] AUC(95%CI) Sensitivity(η/%) Specificity(η/%)
Versican 33.65 0.675(0.550-0.795) 76.74 52.94
ADAMTS-1 16.49 0.714(0.601-0.827) 63.64 40.73
P 0.032 0.018 0.009
表选项
图 1 ADAMTS-1(A)和Versican(B)预测PCOS的ROC曲线 Fig. 1 ROC curves of ADAMTS-1(A) and Versican(B) in prediction of PCOS
图选项
2.3 PCOS组患者血清中ADAMTS-1和Versican水平与代谢指标的相关性

PCOS组患者血清Versican水平与FBG水平呈负相关关系(r=-0.738，P=0.022)，ADAMTS-1水平与FBG水平亦呈负相关关系(r= -0.524，P=0.043)。ADAMTS-1水平和Versican水平与HOMA-IR、游离睾酮与餐后2 h血糖无相关关系(P＞0.05)。见表 3。

表 3 ADAMTS-1和Versican与代谢指标的相关性分析 Tab. 3 Analysis on correlations between ADAMTS-1, Versican and metabolic indicators
(x±s)
Variable ADAMTS-1 Versican
r P r P
Free testosterone -0.176 0.097 -0.389 0.066
HOMA-IR -0.406 0.062 -0.449 0.058
FBG -0.524 0.043 -0.738 0.022
Post-load 2 h glucose 0.138 0.121 0.142 0.116
表选项
3 讨论

PCOS患者多表现为无排卵功能或稀发排卵，目前关于PCOS与患者卵泡发育及排卵的关系尚不清楚。排卵是一个复杂过程，月经中期LH峰导致一些物质过度合成，如P物质、前列腺素(prostaglandin, PG)、生长因子和MMPs。其中MMPs在卵泡破裂中发挥重要的作用[6]。有研究[7]提示排卵前MMPs的活性瀑布式增加。ADAMTS-1是最近发现的一种金属蛋白酶, 最早发现于鼠类结肠腺癌细胞系的细胞外基质, 抑制血管细胞的生成。ADAMTS-1也存在于扩张的卵丘-卵母细胞复合物(cumulus-oocyte complexes，COCs)的细胞外基质中，排卵期在LH的诱导下ADAMTS-1大量地聚集于COCs基质中[8]。有学者[9]利用免疫细胞化学和反转录聚合酶链式反应方法观察ADAMTS-1在PCOS患者颗粒细胞中的表达情况结果表明：PCOS患者ADAMTS-1水平明显低于正常排卵的妇女。本文作者同样发现PCOS患者外周血中ADAMTS-1水平明显低于正常人群，提示ADAMTS-1在PCOS的发生中发挥重要作用，这一发现与其他研究[10-14]结果基本一致。

Versican广泛存在于COCs的细胞外基质，参与排卵过程，Versican的降解在成熟卵母细胞的排出和排卵过程中发挥重要作用[15]。RUSSELL等[16]发现：PRKO小鼠ADAMTS-1表达水平降低，ADAMTS-1和Versican分布在COCs的基质中，Versican是ADAMTS-1裂解的底物，这些结果提示在排卵过程中ADAMTS-1分解Versican。SANDY等[17]发现:ADAMTS-1可以降解Versican。FOULCER等[15]对小鼠注射人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG)后12~16 h时在COCs的基质中观察到大量Versican的裂解，而ADAMTS-1也高表达，这说明ADAMTS-1通过裂解Versican破坏COCs基质促进卵子的排出。本实验结果显示：PCOS患者血清Versican水平明显低于正常排卵妇女，且ADAMTS-1水平与Versican水平呈正相关关系，这与其他研究[18]结果基本一致。

胰岛素抵抗为PCOS发病的重要病理生理基础之一。有研究[19]显示：高胰岛素血症是非肥胖PCOS患者的临床特征之一，但另外研究[20]却得出相反的结论。TRIMECHÈ等[21]研究发现：PCOS患者LDL和极低密度脂蛋白升高、HDL降低、TG升高、血脂异常程度与糖耐量受损的程度呈正相关关系。多毛是临床高雄激素血症患者的主要征象，多毛及其程度通常以Ferriman-Gallwey(F-G)半定量多毛评分来判断。赵君利等[22]研究发现：以F-G总分≥2分为诊断标准，PCOS患者存在明显的多毛现象。本研究结果显示：与正常健康女性比较，PCOS患者的HOMA-IR升高，LDL和VLDL升高，HDL降低，TG升高；进一步相关分析结果显示：ADAMTS-1和Versican与FBG呈负相关关系，提示胰岛素抵抗可能与PCOS的发生有关联。

综上所述，ADAMTS-1和Versican在PCOS患者低表达，Versican预测PCOS的价值高，是PCOS的独立危险因素。但国内外对于ADAMTS-1和Versican与PCOS关系的研究较少，本文作者下一步将进行大样本实验，以得到更加准确的结论。

参考文献
[1] LI R, ZHANG Q F, YANG D Z, et al. Prevalence of polycystic ovary syndrome in women in China:A large community based study[J]. Hum Reprod, 2013, 28(9): 2562–2569. DOI:10.1093/humrep/det262
[2] LAURITSEN M P, BENTZEN J G, PINBORG A, et al. The prevalence of polycystic ovary syndrome in a normal population according to the Rotterdam criteria versus revised criteria including anti-Mullerian hormone[J]. Hum Reprod, 2014, 29(4): 791–801. DOI:10.1093/humrep/det469
[3] AANDERSSON-SJÖLAND A, HALLGREN O, ROLANDSSON S, et al. Versican in inflammation and tissue remodeling:the impact on lung disorders[J]. Glycobiology, 2015, 25(3): 243–251. DOI:10.1093/glycob/cwu120
[4] ZHENG X L. Structure-function and regulation of ADAMTS-13 protease[J]. J Thromb Haemost, 2013, 11(Suppl 1): 11–23.
[5] 陈梅, 张玲. 多能蛋白聚糖在卵巢和子宫中功能的研究进展[J]. 中国计划生育和妇产科, 2015, 7(11): 14–17. DOI:10.3969/j.issn.1674-4020.2015.11.06
[6] TORTORELLA M, PRATTA M, LIU R Q, et al. The thrombospondin motif of aggrecanase-1(ADAMTS-4) is critical for aggrecan substrate recognition and cleavage[J]. J Biol Chem, 2000, 275(33): 25791–25797. DOI:10.1074/jbc.M001065200
[7] SOUTH K, FREITAS M O, LANE D A. Conformational quiescence of ADAMTS-13 prevents proteolytic promiscuity[J]. J Thromb Haemost, 2016, 14(10): 2011–2022. DOI:10.1111/jth.13445
[8] XIAO S, LI Y, LI T, et al. Evidence for decreased expression of ADAMTS-1 associated with impaired oocyte quality in PCOS patients[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2014, 99(6): E1015–E1021. DOI:10.1210/jc.2013-4177
[9] ÖZLER S, ÖZTA E Ş, TOKMAK A, et al. Role of Versican and ADAMTS-1 in polycystic ovary syndrome[J]. J Clin Res Pediatr Endocrinol, 2017, 9(1): 24–30. DOI:10.4274/jcrpe
[10] TOLA E N, KARATOPUK D U, KOROGLU N, et al. Follicular ADAMTS-1 and aggrecan levels in polycystic ovary syndrome[J]. J Assist Reprod Genet, 2017, 34(6): 811–816. DOI:10.1007/s10815-017-0913-7
[11] RUSSELL D L, BROWN H M, DUNNING K R. ADAMTS proteases in fertility[J]. Matrix Biol, 2015, 5(44): 54–63.
[12] TOLA E N, KARATOPUK D U, KOROGLU N, et al. Follicular ADAMTS-1 and aggrecan levels in polycystic ovary syndrome[J]. J Assist Reprod Genet, 2017, 34(6): 811–816. DOI:10.1007/s10815-017-0913-7
[13] TOLA E N, KOROGLU N D, YALCIN S E, et al. The role of serum ADAMTS-1 and aggrecan on polycystic ovary syndrome in adolescents and younger-aged females[J]. Arch Gynecol Obstet, 2018, 297(2): 487–493. DOI:10.1007/s00404-017-4578-3
[14] KARAKOSE M, DEMIRCAN K, TUTAL E, et al. Clinical significance of ADAMTS1, ADAMTS5, ADAMTS9 aggrecanases and IL-17A, IL-23, IL-33 cytokines in polycystic ovary syndrome[J]. J Endocrinol Invest, 2016, 39(11): 1269–1275. DOI:10.1007/s40618-016-0472-2
[15] FOULCER S J, DAY A J, APTE S S. Isolation and purification of versican and analysis of versican proteolysis[J]. Methods Mol Biol, 2015, 1229(6): 587–604.
[16] RUSSELL D L, DOYLE K M H, OCHSNER S A, et al. Processing and localization of ADAMTS-1 and proteolytic cleavage of Versican during cumulus matrix expansion and ovulation[J]. J Biol Chem, 2003, 278(43): 42330–42339. DOI:10.1074/jbc.M300519200
[17] SANDY J D, WESTLING J, KENAGY R D, et al. Versican V1proteolysis in human aorta in vivo occurs at the Glu441-Ala442 bond, a site that is cleaved by recombinant ADAMTS-1 and ADAMTS-4[J]. J Biol Chem, 2001, 276(16): 13372–13378. DOI:10.1074/jbc.M009737200
[18] NANDADASA D, FOULCER S, APTE S S. The multiple, complex roles of versican and its proteolytic turnover by ADAMTS proteases during embryogenesis[J]. Matrix Biol, 2014, 35(5): 34–41.
[19] HOSSEINPANAH F, BARZIN M, ERFANI H, et al. Lipid accumulation product and insulin resistance in Iranian PCOS prevalence study[J]. Clin Endocrinol (Oxf), 2014, 81(1): 52–57. DOI:10.1111/cen.2014.81.issue-1
[20] NASCIMENTO J X, CHEIN M B, DE SOUSA R M, et al. Importance of lipid accumulation product index as a marker of CVD risk in PCOS women[J]. Lipids Health Dis, 2015, 24(14): 62.
[21] TRIMECHÈ S, THUAN DIT DIEUDONNE J F, JEANDEL C, et al. Polycystic ovary syndrome in pubertal period:clinical, biological, metabolic and genetic polymorphism[J]. Gynecol Obstet Fertil, 2004, 32(1): 3–17. DOI:10.1016/j.gyobfe.2003.10.027
[22] 赵君利, 陈子江, 石玉华, 等. 育龄期妇女体毛状况调查及其在多囊卵巢综合征诊断中的初步应用[J]. 中华妇产科杂志, 2007, 42(9): 590–594. DOI:10.3760/j.issn:0529-567x.2007.09.004