卵巢是女性生殖系统中重要的器官之一，是产生和排出卵母细胞、合成性腺激素的关键场所。卵巢由致密的表面皮质和富含血管神经的中央髓质组成。卵巢是一个动态结构，主要表现在卵泡发育是一个时间动态与空间动态并存的过程。卵巢时间动态性在于原始卵泡的激活和募集是周期性递进进行的，所以卵巢中时刻都布满不同发育阶段的各级卵泡；空间动态性则在于原始卵泡常位于硬度较大的卵巢皮质，生长过程中卵泡不断地向硬度较小的其他中央区域迁移，皮质外的其他近髓质区域似乎更适合卵泡的生长和窦腔的形成，而当直径达到排卵前水平，卵泡又贴近表皮下皮质区，卵泡间质崩解，发生排卵。卵巢的周期性重塑不仅囊括卵泡生成和闭锁、排卵、黄体形成和消退，还包括卵巢间质、周围脉管系统、细胞外基质等微环境变化的过程，这些都是女性繁殖所必需的。卵巢发生周期性组织重塑的重要原因之一即是细胞外基质（ECM）的变化。卵巢中许多细胞增殖、分化、迁移等过程都受到ECM中旁分泌、自分泌和内分泌释放的多种细胞因子的调节。

ECM对卵巢组织形态和结构的决定作用可以追溯到性腺发育期间，并随着器官的成熟而持续。卵巢成熟在女性生殖周期中经历了多个结构和发育的过程，其中常见的一些细胞因子都是调控卵巢发育和卵泡生长的关键分子，包括成纤维细胞生长因子（FGF）、转化生长因子β（TGF-β）、血小板衍生生长因子（PDGF）和胰岛素样生长因子（IGF）等，它们均与卵泡进行密集的细胞间通讯。这些细胞因子在卵巢中参与重要的胞内信号通路，例如蛋白激酶A（PKA）、蛋白激酶C（PKC）、HH、HIPPO、NOTCH、WNT、多效蛋白/中性因子（PTN/MK）通路等。其中，HIPPO信号通路中的多种成分通过调节卵巢中类固醇激素合成、原始卵泡激活、卵泡生长发育等生理过程，来影响卵巢中细胞的命运和功能；而鉴于这些过程在卵巢中的重要性，HIPPO信号通路的失调必定会导致卵泡稳态的丧失和生殖障碍，如多囊卵巢综合征（PCOS）、早发性卵巢功能不全（POI）和卵巢肿瘤等。充分了解卵巢中HIPPO信号通路对于深入理解卵巢生理功能、认识卵巢疾病具有极大的帮助。

一、HIPPO信号通路组成与调控

HIPPO信号通路是一种哺乳动物进化过程中高度保守的通路，最早在果蝇中被发现，参与控制细胞增殖、细胞凋亡、干细胞自我更新和器官生长的过程。HIPPO最早被认为是一种肿瘤抑制通路，因为HIPPO的组成成分常通过抑制细胞增殖、促进细胞凋亡和调节干细胞扩增等途径来调节肿瘤生长和器官大小。近年来卵巢中的HIPPO信号通路逐渐被关注，主要参与调控卵巢内的细胞分化和类固醇激素合成，并且HIPPO信号通路的作用自胚胎的卵巢发育阶段就已存在，其参与生殖干细胞核迁移、微管细胞骨架复极和亚细胞信使RNA定位等重要的生物学过程。HIPPO信号通路的主要成分广泛存在于卵巢的卵母细胞、颗粒细胞、膜细胞和黄体细胞中。这些足以证明HIPPO信号通路在卵巢中的重要地位。

细胞内的HIPPO信号通路，多由丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶4/3（MST1/2）和Salvador家族WW结构域蛋白1（SAV1）复合物作为负调节因子进行蛋白激酶级联反应，上游信号促进MST/SAV1复合物的磷酸化并激活下游肿瘤抑制因子1/2（LATS1/2）及其调节蛋白Mps结合因子1（MOB1）。然后，激活的LATS1/2复合体磷酸化Yes相关蛋白1（YAP1）和具有PDZ结合基序的转录共激活因子（TAZ），YAP1和TAZ是HIPPO的主要效应分子。YAP1/TAZ的转录增强相关结构域蛋白（TEAD）结合位点上含有可以被LAST1/2磷酸化修饰的丝氨酸残基，这会使得YAP1/TAZ被限制在细胞质中，并且LAST1/2可以通过磷酸化修饰YAP1/TAZ的反式激活域从而介导泛素或蛋白酶体对YAP1/TAZ的降解。HIPPO信号通路激活时，LAST1/2-MOB1等构成的HIPPO激酶盒可以激活YAP1/TAZ的磷酸化从而增加其在细胞质中的堆积，而HIPPO失活时YAP1/TAZ发生核易位，由于其本身缺乏DNA结合能力，所以通过与TEADs转录因子的结合来促进细胞核内DNA的转录，从而调控基因表达、促进细胞增殖等。

HIPPO信号通路既受到其他信号通路的调控，又能够调节下游的一些生物学反应，构成复杂的通信网络。例如，HH信号传导即可诱导HIPPO通路效应器Yorkie（Yki）来促进颗粒细胞的增殖和维持，HIPPO效应器又可限制骨形态发生蛋白（BMP）配体的产生以保证颗粒细胞谱系分化。G蛋白偶联受体（GPCR）通路通过肌动蛋白（Actin）合成、表皮生长因子（EGF）通路通过磷脂酰肌醇 3-激酶-丝氨酸/苏氨酸激酶（PI3K -Akt）、压电型机械敏感离子通道组分1（Piezo1）介导机械门控阳离子通道均可以抑制HIPPO信号通路；而卵巢中WNT、TGF-β、NOTCH等多种信号通路可以直接或间接通过调节效应因子的磷酸化来激活HIPPO信号通路。以上证据都说明，卵巢中的HIPPO信号通路受到多种上游因子的调节。而对于下游，YAP1/TAZ在细胞核内可以通过结合多种转录因子，包括TEAD、肿瘤蛋白p73（TP73）、表皮生长因子受体4（ERBB4）、早期生长反应因子1（EGR1）等调节靶基因表达，这些结合可以参与调节细胞极性、细胞应力、细胞代谢等过程。HIPPO信号通路在卵巢ECM中的确发挥着十分重要的作用，它可能既是多种信号协同作用的参与者，也是信号网络的关键中枢。

二、HIPPO信号通路对卵泡生长的影响

卵泡是卵巢的功能单位，由于卵泡在生长过程中体积可以增加100～300倍直至排卵，所以卵泡的发育很大程度上代表着卵巢的发育情况。卵泡由颗粒细胞包裹卵母细胞组成，外侧还有一层卵泡膜细胞。卵泡发育是指从原始卵泡激活、生长至窦卵泡并最终排卵的全过程，是机械压力调控、血管重塑、细胞分化与增殖、免疫调节等多系统多功能协调统一的结果。卵泡生长发育就是从原始卵泡激活开始的，原始卵泡池可以反映出卵巢的储备功能，当激活一旦发生，颗粒细胞就会由2～3个单层扁平状细胞分化成为密集排布的单层立方状细胞，之后受到卵母细胞中生长分化因子9（GDF9）和BMP15的联合作用，颗粒细胞增殖为两层或多层，当两层颗粒细胞形成时，卵泡膜细胞才会出现，此时伴随着促性腺激素受体的出现；之后颗粒细胞在FSH的影响下不断增殖，卵泡体积增大并形成含有卵泡液的窦腔，卵母细胞周围形成卵丘和放射冠；在此过程中卵母细胞不断成熟，当卵泡生长至排卵前大小时，便会在黄体刺激素（LH）的影响下迁移至卵巢皮质下，卵母细胞发生第1次减数分裂，最终排卵。在完整的发育过程中，HIPPO信号通路广泛存在，并且通过多组学分析结果可以发现，HIPPO信号通路在不同发育阶段卵泡和不同大小黄体中的活性具有种属特异性和年龄特异性，所以明确HIPPO信号通路在卵泡生长发育的过程中的作用意义重大。

1.HIPPO信号通路与卵泡生长发育：

HIPPO通路核心成分随着卵泡发育而变化，初级卵泡生长至窦卵泡的过程中MST/SAV1复合物、LATS1/2、YAP1/TAZ在卵母细胞、颗粒细胞和膜细胞中均表达。研究发现，MST/SAV1复合物、LATS1/2会随着小鼠年龄增大而表达下降，而YAP1及其磷酸化形式则随着年龄逐渐升高，并且在卵泡生长过程中YAP1的表达也逐渐升高。卵泡生长过程中YAP1在颗粒细胞中的表达丰度更高，主要位于颗粒细胞的细胞核中，促进DNA的转录和细胞增殖，这符合卵泡中颗粒细胞大量增殖的需要；而排卵后颗粒细胞分化形成黄体颗粒细胞，YAP1则常位于黄体细胞的细胞质中，此时颗粒细胞增殖减缓，主司类固醇激素的合成。YAP1敲除或低表达的小鼠模型中表现为卵泡生长抑制，而YAP1过表达则导致卵泡活化，主要表现原始卵泡池的减少和次级卵泡数量的增加；同时在PCOS卵巢中我们也发现YAP1的高表达，这可能与小窦卵泡堆积、间质成分增多有关。同时HIPPO信号通路也参与调控卵母细胞中的减数分裂过程，其对卵母细胞质量和受精能力的影响不容忽视。

近年来的文献报道也提示，HIPPO信号通路成分似乎直接或间接影响着卵泡生长所必须的一些通路，例如SAV1会负反馈调控颗粒细胞中FSH受体（FSHR）、GDF9的表达，也会负反馈调节膜细胞和黄体细胞中类固醇生成急性调节蛋白（STAR）的表达水平。FSHR和GDF9在次级卵泡颗粒细胞增殖和分化中意义重大，而STAR在卵巢甾体激素合成中发挥着重要作用。也有研究发现，LATS1/2在卵巢中可以与颗粒细胞中的叉头转录因子2（FOXL2）直接相互作用，它可以直接参与FOXL2的磷酸化，而后者磷酸化与颗粒细胞的分化和激素合成功能密切相关。LATS缺乏的卵巢中表现出异常的卵泡激活和发育亢进，导致原始卵泡池的耗竭，在成年卵巢中会表现为排卵中断和激素合成匮乏。LATS1/2还与细胞色素P450家族11亚家族A成员1（CYP11A1）、细胞色素P450家族19亚家族A成员1（CYP19A1）、抗苗勒管激素受体2型（AMHR2）等重要蛋白关系密切，这些基因对颗粒细胞功能至关重要；而这些变化最终都会映射到HIPPO信号通路的主要效应分子YAP1/TAZ的磷酸化水平上。体外研究发现，YAP1对于控制卵泡的生长也具有特殊性，YAP1敲低会抑制卵泡生长，而过表达YAP1又会导致卵泡过度激活，并扰乱卵巢中的祖细胞谱系分化进程，这说明HIPPO信号通路对于卵泡早期发育具有激活作用，但对于后期卵泡的生长则保持一定的维持作用，因此对于HIPPO信号通路应当根据不同的卵泡发育阶段进行更为细致的研究。

2.HIPPO信号通路与卵泡闭锁的相关性分析：

卵泡生长过程中始终伴随着卵泡自主闭锁的过程，这是一种退化的行为，不是简单的细胞凋亡过程。针对卵泡闭锁的研究众多，关于卵泡闭锁原因的说法也众多，包括氧化应激水平升高、自噬水平升高、铁死亡水平升高等。当HIPPO信号通路激酶MST1上调、YAP磷酸化抑制，细胞中会表现为线粒体损伤、细胞活力降低和细胞凋亡增加。HIPPO信号通路在自噬过程中也承担着重要的作用。研究发现，抑制自噬会对HIPPO信号通路产生不同程度的正向或负向的影响，这一过程主要通过α-连环蛋白（α-Catenin）来调控，而自噬导致的YAP1/TAZ抑制会引起肌动蛋白应力纤维的受损，从而导致组织生长进程缓慢或停滞。细胞的能量应激也与HIPPO信号通路密切相关，应激会激活HIPPO信号通路并抑制YAP1/TAZ的活性，卵泡的闭锁多伴有细胞能量的失衡和耗竭。除氧化应激导致的细胞凋亡外，细胞铁死亡也是一大原因。铁死亡过程中主要发生铁依赖性活性氧（ROS）的积累和质膜多不饱和脂肪酸（PUFA）的耗竭，这提示氧化系统和抗氧化系统的失衡；而HIPPO信号通路可以与铁死亡中关键的酰基辅酶A合成长链家族成员4（ACSL4）和转铁蛋白受体1（TFRC1），构成E-钙黏蛋白（E-Cadherin）-神经纤维瘤蛋白2（NF2）-YAP1/TAZ-TEAD-ACSL4/TFRC1的级联通路来响应细胞密度升高造成的能量应激状态。细胞密度增加（即E-Cadherin表达水平升高），NF2将信息传导至细胞内，促进YAP1的磷酸化和细胞质定位，TEAD的下游基因ACSL4和TFRC1表达随即被抑制，从而导致铁离子和铁死亡底物的缺乏，最终使细胞对铁死亡的敏感性降低。总之，无论是正常还是异常的卵泡闭锁过程，HIPPO信号通路常常通过多种细胞因子敏感地响应颗粒细胞中的各种信号，调控闭锁和组织重塑的过程，维持正常的生理周期。

三、HIPPO信号通路对卵巢动态重塑的控制

在每个生殖周期，卵巢都在激素分泌周期的调控下，周而复始地进行卵泡生长发育、卵泡闭锁、排卵、黄体形成和消退等动态变化，这些生物过程都会发生广泛的组织重塑，卵巢中的这一变化常被称为卵巢的动态重塑，ECM是这个过程中主要发生变化的成分。ECM中HIPPO信号通路对器官生长和重塑的控制作用在所有哺乳动物中是十分保守的。YAP1的激活与促进生长基因（Myc）、细胞周期调节因子（CycE）、细胞凋亡抑制剂（Diap1和BIRC3）等密切相关，它们都是YAP1的直接效应靶基因，HIPPO信号通路通过协调WNT、NOTCH、EGFR、TGFβ等其他通路来调节这些靶基因的表达和生物学作用。例如，YAP1/TAZ可以调控下游CCN生长因子和杆状病毒 IAP 重复序列 (BIRC) 的表达，CCN家族蛋白包括含有半胱氨酸的血管生成蛋白（CCN1）、结缔组织生长因子（CCN2）等，HIPPO信号通路对CCN和BIRC的调节会进一步刺激细胞的生长、增殖和凋亡。主要限制HIPPO信号通路对下游的调控作用中最明显的是组织中肌动蛋白的聚合，肌动蛋白是真核细胞中占比较小的一种可溶性蛋白质，主要包括球状肌动蛋白（G-actin）与丝状肌动蛋白（F-actin）。肌动蛋白主要掌管组织中的肌肉收缩，细胞分裂、囊泡运动等生物学过程，它是由细胞中微丝和细丝的单体组成的，而微丝和细丝的形成和运动不仅为细胞提供了支架、控制细胞膜的形状、细胞内囊泡形成和运输等，同时可以响应多种细胞信号来快速完成组织内重塑，肌动蛋白的聚合可以介导细胞间黏附连接、紧密连接和细胞形状维持、细胞迁移等。对于卵巢这样一个时刻处在动态重塑过程中的组织，肌动蛋白的作用至关重要。研究发现，小鼠卵巢的碎片化损伤会诱导肌动蛋白的瞬间聚合，从而抑制HIPPO信号通路活性，增加YAP1的磷酸化和核易位，CCN家族的转录本增加，增加细胞的增殖水平并可以加速窦前卵泡的生长，这样的证据似乎可以解释PCOS卵巢楔形切除或打孔术对卵泡生长的促进作用的分子机制。另外，在体外实验中，我们也可以通过卵巢损伤、卵巢碎片化或添加CCN重组蛋白来促进卵泡生长发育；卵巢体外碎片化培养和组织碎片化冷冻对于卵母细胞的保存和卵母细胞质量的保护均有更好的作用，这些现象都可以用肌动蛋白聚合和HIPPO信号通路中断的原理来解释。

四、HIPPO信号通路对甾体激素合成的影响

卵巢除生成和保存卵母细胞的功能外，更重要的是，卵巢具有内分泌功能。根据“两细胞-两激素”学说，颗粒细胞和膜细胞响应FSH和LH将胆固醇合成为雄激素、雌激素、孕激素等甾体激素，并发生增殖与分化，使卵泡腔体积增大，从而实现卵泡的生长和发育。研究发现，YAP1敲低后会降低颗粒细胞对FSH的响应性，致使雌激素和孕酮的合成减少；而YAP1过度激活也会抑制颗粒细胞激素合成，这可能与颗粒细胞谱系分化受阻有关。而体外实验中睾酮处理可以促进YAP1的核易位，增加YAP1的表达与蛋白活性，在PCOS卵巢中也能够看到颗粒细胞、间质细胞和卵泡膜细胞中的YAP1/TAZ表达水平上调，雄激素代谢和HIPPO信号通路活性可能互相影响。HIPPO信号通路活性与促性腺素的作用也密切相关，LAST1/2的磷酸化有维持血清中LH水平的作用，而FSH受到的影响并不明显；YAP1/TAZ的功能与LH合成和释放有关，例如敲低YAP1/TAZ或使用YAP1抑制剂都能够提高血清LH水平。随着社会发展，化学品的使用在很大程度上对生殖系统产生干扰作用，它们被统称为内分泌干扰物或环境雄/雌激素。研究表明，包括双酚A、全氟辛酸、聚苯乙烯微塑料等均可以干扰内源性甾体激素的合成、分泌与代谢，可以通过直接改变YAP1/TAZ/TEAD等的表达或干扰磷酸化修饰进程；同时这些小分子化学干扰物在体内难以被代谢为更小的结构而被外排，表现为剂量依赖性和明显的生物放大作用；并且近年来微量的环境内分泌干扰物已经在母胎界面、代际遗传等方面被发现其干扰作用，它们可能会通过影响胚胎中HIPPO信号通路来干扰生殖系统发育和内分泌功能。以上这些证据都证明HIPPO信号通路对卵巢的内分泌功能具有调节作用，同时HIPPO信号通路可能还参与调控下丘脑-垂体-性腺轴的功能，在激素合成、释放和代谢等方面都发挥着十分重要的作用，但HIPPO信号通路调控激素合成的具体分子机制仍需进一步深入探究。

综上所述，卵巢功能稳态标志着女性生殖系统的健康，HIPPO信号通路在维持卵巢功能稳定、动态重塑组织结构、合成代谢甾体激素等生物学过程中中发挥着十分重要的作用，它既是卵泡发育信号网络的中心，又是内分泌功能的重要协调组分。HIPPO信号通路中的每个激酶和效应分子均受到卵巢ECM中多种信号的调配，与卵巢中的各种信号通路形成严密而有效的功能网络。HIPPO信号通路的异常往往与卵巢疾病的发生和进展相关，所以探索HIPPO在不同病理机制中的作用仍意义重大。HIPPO作为一个较为年轻的信号通路也将在未来卵巢功能学研究中大放异彩。

文章来源：张喆，孙海翔，颜桂军.浅析卵巢中的HIPPO信号通路[J].生殖医学杂志，2024,33(11):1676-1682.