不孕是一个全球性的健康问题,影响着大约1.86亿人,其中8%-12%的夫妇面临生育挑战。流行病学研究显示,不同地区的差异显著,特别是在撒哈拉以南非洲等发展中国家,患病率可高达30%。在病因方面,女性因素占20%-35%,男性因素占20%-30%,综合因素占25%-40%,原因不明的不孕占10%-20%[1],[2],[3]。
越来越多的证据表明环境压力对生殖健康有负面影响。慢性压力会激活下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴,触发促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和糖皮质激素的持续释放,这会抑制下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)的脉冲释放,并降低垂体对GnRH的敏感性[4],[5]。最近的研究进一步表明,糖皮质激素会干扰黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)的分泌,损害卵泡发育、类固醇生成和排卵。外源性糖皮质激素已被证明可以诱导卵母细胞线粒体功能障碍、颗粒细胞凋亡,并降低胚胎的发育潜力[6],[7]。此外,皮质酮还会调节免疫和代谢过程,对卵泡微环境和子宫内膜的接受性产生不利影响[8],[9]。慢性压力严重损害了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴。GnRH脉冲释放减少和垂体反应减弱导致促性腺激素分泌受到抑制,从而影响配子生成和性激素合成[10],[11],[12]。环境污染物,如重金属和内分泌干扰化学物质,通过诱导氧化应激和破坏类固醇生成酶活性来加剧生殖功能障碍[13],[14],[15]。值得注意的是,最近的研究表明,HPA轴的激活可能会增强对环境污染物的敏感性,形成一个正反馈循环,从而加剧卵巢损伤[16],[17],[18],[19],[20],[21]。
在分子水平上,氧化应激是连接环境压力和昼夜节律紊乱的核心途径。慢性压力会增加活性氧(ROS)的产生,同时耗尽抗氧化防御机制[22],[23]。昼夜节律的紊乱会损害褪黑激素介导的抗氧化保护,导致ROS进一步积累。通过NF-κB信号通路介导的压力诱导的炎症会升高促炎细胞因子(如TNF-α和IL-6),从而损害子宫内膜的接受性[24],[25]。
褪黑激素是昼夜节律和抗氧化防御的关键调节因子,具有保护作用。临床研究表明,褪黑激素补充可以改善体外受精(IVF)过程中卵母细胞的成熟和受精率,尤其是在氧化应激较高的PCOS患者中[26],[27]。此外,核心时钟基因(如Clock、Bmal1)的紊乱已被直接与动物模型中的不孕联系起来,强调了昼夜节律调节在生殖中的关键作用[28]。
尽管环境压力与女性不孕的关系日益密切,但其确切的分子机制和有效的干预策略仍不完全清楚。本研究旨在确定特定的实验程序是否会在ICR雌性小鼠中引起急性或慢性压力,从而导致不孕,并建立一个从宏观到微观的定量框架来评估由此产生的内分泌紊乱。我们进一步试图阐明该模型中生殖内分泌干扰的分子机制。