长期雄激素暴露对大鼠胰岛β细胞GSIS功能的影响及机制研究

发布时间：2017-07-16 14:13

  本文关键词：长期雄激素暴露对大鼠胰岛β细胞GSIS功能的影响及机制研究

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【摘要】：多囊卵巢综合症(PCOS)是一种病因复杂、临床表现高度异质性的内分泌代谢紊乱性疾病,以稀发排卵或无排卵、高雄激素血症和卵巢多囊性改变为基本临床特征。尽管PCOS患者中高达70%存在胰岛素抵抗,然而仅有10%左右的患者最终会发展为2型糖尿病。虽然其中的分子机制尚不明确,但众多线索显示,胰岛β细胞功能的丧失与PCOS向着2型糖尿病的进展密切相关,且胰岛β细胞功能的减低与PCOS体内雄激素水平的异常增加存在高度的相关性。然而目前为止,对于胰岛β细胞在PCOS发生发展过程中功能的改变及其扮演的角色还知之甚少且存在争议。在既往研究的基础上,本课题组采用幼年期皮下包埋雄激素缓释管进行长期雄激素暴露的方法建立了卵巢多囊样病变及葡萄糖耐量受损显著的PCOS大鼠模型,基于此PCOS模型,我们的研究首次发现,PCOS大鼠的胰岛β细胞其GSIS功能明显受损,主要表现为高糖刺激下的胰岛素一相分泌和二相分泌水平下降;线粒体功能显著受损,表现为高糖状态下耗氧量下降、ATP合成降低;线粒体生物合成障碍,表现为细胞内线粒体数量的减少、与线粒体生物合成相关的基因表达的下降。上述研究结果显示,PCOS发生过程中胰岛β细胞存在显著的功能损伤,且雄激素的长期暴露可能参与其中。高雄激素血症作为PCOS最典型的临床表现之一常常与高胰岛素血症伴随出现,且既往的研究已经证实高雄激素血症和胰岛素抵抗的发生密切相关。更加值得注意的是,有研究显示PCOS患者胰岛β细胞功能损伤的发生与血中雄激素水平的异常升高存在着高度的相关性。种种迹象提示,雌性个体中过量的雄激素暴露很可能直接参与了胰岛β细胞的功能损伤,然而目前为止尚无充分的证据证明上述假设。本研究中,我们选择正常雌性大鼠的原代胰岛作为研究对象,在体外实验中进一步探讨了雄激素长期暴露于胰岛β细胞对其GSIS功能的影响及其分子机制。研究结果显示,正常大鼠的原代胰岛经雄激素(睾酮或双清睾酮)长期暴露后(72 h)胰岛β细胞的胰岛素合成无明显改变;然而其GSIS功能则呈现剂量依赖性的降低,且主要表现为高糖刺激下胰岛素分泌水平的下降;通过RNA干扰技术或应用雄激素受体拮抗剂flutamide预处理将雄激素受体通路阻断后,雄激素造成的GSIS功能损伤则被显著逆转。不仅如此,我们的研究还发现雄激素能够受体依赖性的造成线粒体功能及其生物合成的损伤,具体表现为与PCOS大鼠胰岛类似的ATP合成降低、耗氧率下降、线粒体数量减低及参与线粒体合成的基因表达的下降。综上所述,本研究首次从PCOS动物模型水平上证实了胰岛β细胞的GSIS功能障碍及线粒体功能损伤,并且发现长期的雄激素暴露可能是导致其GSIS功能损伤的重要机制之一。
【关键词】：多囊卵巢综合症 胰岛β细胞 线粒体 雄激素
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R711.75
【目录】：

• 中文摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 前言9-14
• 材料与方法14-37
• 1 实验材料14-16
• 1.1 仪器设备14-15
• 1.2 试剂来源15-16
• 1.3 其它16
• 2 研究方法16-37
• 2.1 PCOS大鼠模型构建16-17
• 2.2 阴道涂片检查17-18
• 2.3 组织HE染色18-20
• 2.4 空腹血糖水平检测20
• 2.5 腹腔注射葡萄糖耐量（IPGTT）实验及胰岛素释放实验20-21
• 2.6 胰腺组织免疫荧光21-22
• 2.7 原代胰岛分离和培养22-24
• 2.8 葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）实验和胰岛内胰岛素抽提24-25
• 2.9 胰岛灌注实验25-26
• 2.10 RNA提取和定量PCR实验26-28
• 2.11 蛋白提取和分析28-31
• 2.12 细胞耗氧检测31-32
• 2.13 细胞内ATP检测32-33
• 2.14 透射电子显微镜（TEM）分析33-34
• 2.15 RNA干扰34-35
• 2.16 细胞内线粒体计数35
• 2.17 线粒体拷贝数检测35-36
• 2.18 统计学分析36-37
• 结果37-65
• 1 PCOS大鼠模型的成功构建37-45
• 1.1 PCOS造模组大鼠较正常组相比体重明显增加37-38
• 1.2 PCOS造模大鼠较对照组大鼠相比动情周期明显紊乱38-40
• 1.3 PCOS造模组大鼠较对照组大鼠相比卵巢组织病变明显40-43
• 1.4 PCOS造模鼠较对照鼠相比葡萄糖耐量明显受损43-45
• 2 PCOS模型鼠胰腺形态学分析45-47
• 3 PCOS模型鼠原代胰岛GSIS功能明显受损47-50
• 4 PCOS模型鼠原代胰岛线粒体功能明显受损50-56
• 5 雄激素可以受体依赖性的损伤胰岛 Β 细胞GSIS功能56-60
• 6 雄激素可以AR依赖性的损伤胰岛 Β 细胞的线粒体功能60-65
• 分析讨论65-71
• 结论71-72
• 参考文献72-78
• 文献综述78-100
• 参考文献92-100
• 附录100-102
• 攻读学位期间发表文章情况102-103
• 致谢103

【共引文献】

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本文编号：549040