雄激素調節多內分泌代謝卵巢症候群小鼠模型的免疫輪廓（Androgens Modulate the Immune Profile in a Mouse Model of Polycystic Ovary Syndrome）
- 會議／場次： ENDO 2026；SY43 — Steroid Receptor Actions in Immunity
- 短講： SY43-03 — Androgens Modulate the Immune Profile in a Mouse Model of Polycystic Ovary Syndrome
- 講者： Sara Torstensson, PhD
整理稿
PMOS 的臨床背景與研究問題
講者分享博士研究中免疫系統在多囊卵巢症候群（polycystic ovary syndrome, PCOS）的角色。她先說明目前倡議的新名稱 多內分泌代謝卵巢症候群（polyendocrine metabolic ovarian syndrome, PMOS），用來呈現疾病同時涉及內分泌、代謝與卵巢功能的全貌。
PMOS 約影響每十位育齡女性中的一位。依 Rotterdam 診斷標準，三項條件中符合至少兩項即可診斷：臨床或生化的高雄激素血症（hyperandrogenism）、表現為月經不規則的排卵稀少或無排卵，以及由超音波或血中 anti-Müllerian hormone（AMH）評估的多囊性卵巢型態。
疾病除排卵障礙外，也與受孕力下降、早期流產及子癇前症等妊娠併發症相關，並常伴隨胰島素阻抗與第 2 型糖尿病；這些代謝風險不完全由 BMI 解釋。由於上述生殖與代謝問題都可能與免疫功能異常相關，團隊進一步追問：高雄激素環境是否會改變局部免疫輪廓，進而參與 PMOS 的代謝與生殖共病？
既有研究顯示 PMOS 女性的循環發炎指標並不一致。講者舉例，血中 C-reactive protein（CRP）與 IL-18 可能升高，但 IL-6 與 TNF-α 未必有差異。
Slides 延伸補充：投影片並列 Escobar-Morreale 等人的 circulating inflammatory markers 系統性回顧／統合分析，以及另一篇 serum IL-18 研究；診斷標準則引用 Teede et al., Fertility and Sterility 2023。
脂肪組織中的免疫調控
脂肪組織是內分泌器官，其中免疫細胞與 adipocytes 的交互作用有助於維持組織恆定。在肥胖環境中，脂肪組織的慢性低度發炎會促成胰島素阻抗。
巨噬細胞是重要節點：促發炎表現型與胰島素阻抗相關，抗發炎表現型則有利於胰島素敏感性。上游的 activated NK cells 可釋放 IFN-γ 與 TNF-α，使巨噬細胞偏向促發炎表現型；另一方面，eosinophils 透過 IL-4 與 IL-13 維持較有利的巨噬細胞表現型，而 group 2 innate lymphoid cells（ILC2s）則藉由 IL-5 支持 eosinophils。
Slides 延伸補充：作用機轉圖引用 Trim & Lynch, Nature Reviews Immunology 2022，以及 AlZaim et al., Frontiers in Cardiovascular Medicine 2020；圖中也呈現 NLRP3 inflammasome 與 Toll-like receptor 路徑，但本研究並未直接測量 caspase-1 活性。
子宮免疫細胞與內膜功能
子宮內膜的免疫細胞同樣是生殖功能的重要參與者。子宮 NK 細胞（uterine NK cells, uNK）有助於胚胎著床與 spiral arteries 形成，其數量會隨月經週期變化，並在排卵後 progesterone 上升時達到高峰。uNK 本身不表達 progesterone receptor；此效應可由 endometrial stromal cells 受 progesterone 刺激後釋放 IL-15，間接促進 NK 細胞分化與增殖。
正常內膜會隨 estrogen 與 progesterone 週期性變化而分化；無排卵 PMOS 則可能長期處於 estrogen 暴露與延長的 proliferative phase，造成內膜增厚。這種內膜功能異常可能參與妊娠併發症，但不能僅由本研究推論為唯一原因。
講者同事 Haojiang Lu 使用同一 PMOS 小鼠模型，觀察到母體 androgen 暴露降低妊娠率，並影響胚胎與胎盤發育。這形成博士研究的核心假設：hyperandrogenism 改變免疫功能，而這些改變可能參與胰島素阻抗與生殖障礙。
Slides 延伸補充：Lu et al., Advanced Science 2024 的原圖顯示，DHT 組妊娠率低於 control（p=0.0461）。E10.5 crown-rump length 的 control 與 DHT 比較為 p=0.04，DHT 與 DHT+flutamide 為 p=0.0001；placental diameter 的 control 與 DHT 比較為 p=0.134，DHT 與 DHT+flutamide 為 p=0.0005。這些結果不可簡化成所有胚胎與胎盤指標皆 p<0.001。
DHT 與 flutamide 小鼠模型
研究以雌性小鼠自 4 週齡開始暴露於 dihydrotestosterone（DHT），模擬 PMOS 的高雄激素環境；第三組同時接受 androgen receptor antagonist flutamide，用來判斷變化是否與 androgen receptor 活化有關。完成生殖與代謝表現型評估後，團隊以 flow cytometry 與 Bio-Plex 分析先天及後天免疫系統。
DHT 暴露小鼠體重增加，但 fat mass 沒有明顯改變。OGTT 的 glucose response 沒有組間差異，但 DHT 組在給予 glucose 後 15 分鐘的 insulin response 上升；flutamide co-treatment 可防止此變化。DHT 組的 HOMA-IR 與 HbA1c 亦升高，因此這是一個正常脂肪量、伴隨輕度胰島素阻抗的 PMOS-like model。
Slides 延伸補充：原圖時間線顯示 11、13、15、20、23 週進行 EchoMRI，12 週做 OGTT，17 週 re-implantation，20 週安排 metabolic cages，23 週後測 HbA1c 並犧牲；不是在 13、15、20、23 週都做 OGTT。投影片所示 OGTT 15 分鐘 insulin、HOMA-IR 與 HbA1c 組間比較分別包含 p<0.001、p=0.005、p=0.02、p=0.03 與 p=0.22。
組織特異性的免疫改變
子宮的變化最明顯。PMOS-like mice 的 uterine eosinophils 大幅下降，flutamide co-treatment 可防止此現象。子宮內招募 eosinophils 的 eotaxin 降低，但維持 eosinophils 的 IL-5 沒有差異，因此講者推測問題較可能在招募不足。相反地，子宮 NK cells 增加，並伴隨 IFN-γ 與 TNF-α 上升；不過 CD69 沒有差異，而 CD69 既可代表活化，也可代表 tissue residency，因此不能據此斷言 NK cells 已被活化。
在 visceral adipose tissue（VAT），eosinophils 也下降，但 eotaxin 沒有明顯變化，反而是 IL-5 降低，提示此處較像缺少維持訊號。IL-4 與 IL-13 同時下降；總 macrophage frequency 未改變，但 CD11c+ macrophages 增加。另一個促發炎指標 MHC class II 沒有明確變化，所以這些 macrophage alterations 是否直接造成 insulin resistance 仍未確定。
血液中的總 immune cell count 下降，但 eosinophils 與 NK cells 沒有重現子宮或脂肪組織的變化。周邊血液不能取代局部組織免疫分析；本研究凸顯的是 tissue-specific association，而非已證明的因果鏈。
Slides 延伸補充：投影片顯示 uterine eosinophils p<0.001、eotaxin p=0.004、IL-5 無顯著差異；uterine NK cells p=0.003，IFN-γ 與 TNF-α 圖中呈現 p=0.03／0.05。VAT 的 IL-5、IL-4、IL-13 分別出現 p=0.02、p=0.04、p=0.003，CD11b-high CD11c+ macrophages 為 p<0.001；blood immune cell count 為 p=0.03。
uNK 次群與成熟受阻
第二項、目前仍在修訂中的研究，進一步區分 uNK 增加究竟來自 peripheral conventional NK cells（cNK）的流入，或 tissue-resident NK cells（trNK）的擴增。CD49a 作為 tissue-residency marker，CD62L 則標示 circulating cNK；因此可分成 cNK、trNK、double-negative（DN）與 double-positive（DP）四群。
結果顯示 DHT 組增加的 uNK 主要與 cNK 比例上升有關；DN 比例接近，DP 也增加，而 trNK 所占比例下降。原圖的 quadrant percentages 為：control 的 trNK 62.6%、DP 2.33%、DN 28.0%、cNK 7.00%；DHT 組則為 trNK 36.7%、DP 12.4%、DN 27.3%、cNK 23.6%。
NK cells 成熟時會上調 CD11b、下調 CD27。control 中 trNK 多偏 immature，而 cNK 與 DN 多偏 mature；DHT 暴露後，四個次群原有的表型差異被破壞，immature NK cells 在各群中的比例上升，呈現成熟受阻。
TGF-β 假設
講者觀察到 CD49a 與 immature marker CD27 可能相互關聯：uNK 取得 CD49a 時，似乎同時失去 CD27。先前 JEM 研究指出 autocrine TGF-β1 signaling 可驅動 cNK 向 tissue-resident NK cells 分化；體外實驗中，TGF-β 對 immature CD27+ NK cells 上調 CD49a 的能力高於 mature CD11b+ cells。
在 PMOS-like mice，子宮 TGF-β 低於 control（投影片 p=0.006）。團隊再分析已發表的人類 endometrial single-nucleus RNA-sequencing dataset，發現 endometrial NK cells 同時表達 TGFB1 與 TGFBR1。這只證明細胞具備 autocrine signaling 的基本條件，尚不能證明人體 eNK 確實由此路徑完成分化。
著床實驗
為區分妊娠率下降究竟來自 implantation failure 或 early miscarriage，研究人員先以 PMSG 5 IU i.p. 與 hCG 7.5 IU i.p.、間隔 42–50 小時進行 superovulation，再與正常雄鼠交配。偵測到 copulatory plug 的當天定為 E0.5；在 E5.5 經靜脈注射 Evans Blue，利用著床點周圍血管通透性增加所形成的 blue bands 觀察 implantation sites。
control 中 5/15 有 implantation sites，DHT 組則為 0/14（p=0.04）。因此，在這批樣本中，DHT-exposed PMOS-like mice 沒有觀察到著床點；結果支持 implantation failure，但不應外推為所有 PMOS 女性都會發生完全著床失敗。
superovulation 後，DHT 組 uNK 總比例增加不再顯著，但 cNK 比例偏高及 maturation impairment 仍然存在，mature cells 減少與 immature cells 增加皆為 p<0.001。
結論
本研究以 peripubertal DHT 暴露建立正常脂肪量、輕度 insulin resistance 的 PMOS-like mouse model。高雄激素環境伴隨明顯的組織特異性免疫改變：子宮與 VAT 的 eosinophils、cytokines、macrophages 及 NK-cell profile 各有不同，且周邊血液無法重現。
在子宮中，DHT 組出現 cNK 比例增加與 uNK maturation impairment，並與本次樣本的 implantation failure 並存；superovulation 只能減弱部分 uNK 數量變化，沒有修復 subset composition 與 maturation。目前證據支持關聯與機制假設，但尚未證明 uNK 改變就是著床失敗的直接原因，也不能直接推論為人類 PMOS 的治療結論。
現場問答
Flutamide 毒性與 subcutaneous fat
講者未在本研究專門評估 flutamide toxicity，只指出這是常用模型。團隊尚未分析 subcutaneous fat；她認為人類 subcutaneous fat 對發炎與代謝健康的重要性較高，而此 mouse model 以 visceral fat 為主要分析組織。
Inflammasome、caspase-1 與 Eomes
研究未回答 macrophages 是否具有 NLRP3／caspase-1 activity。團隊也沒有用 Eomes 區分 uterine NK cells 與 ILC1s，這是研究限制。
Cytokines 與 glucose transport
對於人體 subcutaneous fat 中 cytokines 與 GLUT4／ERK abnormalities 的關聯，講者認為下一步應檢驗這只是 correlation，或是否直接參與 insulin resistance；本研究尚未分析確切 downstream mechanism。
Superovulation 後是否真的排出 oocytes
本次 implantation experiment 沒有直接檢查 fallopian tubes 中的 oocytes。不過 Haojiang Lu 在同一模型的 IVF 實驗中觀察到，oocyte number 與到達 two-cell stage 的能力仍然維持。
增加的 cNK 是抑制性或活化性？
講者只能推測：trNK 可能較有利於 implantation 與 pregnancy 所需的 tissue remodeling；大量流入的 cNK 在感染等情境下較可能不利於妊娠。但本研究沒有直接測量其 functional phenotype，不能把推測當成結論。
子宮組織學與免疫浸潤
團隊做過初步 uterine histology，沒有看見明確結構差異；尚未完成深入定量，也無法建立組織學與 immune-cell infiltration 的相關性。
改變能否逆轉，以及 tissue specificity 的來源
研究沒有撤除 DHT，因此不知道免疫變化的持續時間。現行 flutamide 組是在 DHT 暴露同時開始處置；在 PMOS phenotype 建立後再給 flutamide，是否能逆轉 immune population，仍是待研究問題。團隊已證明 uterus、VAT 與 blood 的反應不同，但造成 tissue specificity 的分子訊號尚不清楚。