Apelin13在大鼠PCOS发生机制中的研究

发布时间：2020-05-16 09:08

【摘要】：第一部分 Apelin 13在PCOS患者血清中的表达及意义背景与目的多囊卵巢综合征(PCOS)被认为是女性人群中最常见的代谢综合征之一。肥胖作为IR的重要危险因素之一,可加重PCOS患者机体的IR程度。据报道,PCOS患者中,约有50%-70%患者伴有肥胖症。肥胖与IR相关脂肪因子对PCOS患者的卵泡发育具有一定的影响。目前有关脂肪因子与PCOS间关系的研究,多集中于脂肪因子蛋白功能缺陷或表达异常对患者糖脂代谢的影响,而脂肪因子对PCOS患者卵泡发育是否会有影响,这方面的研究甚少。Apelin是G蛋白耦联受体APJ的天然配体,它是一种脂肪因子,在体内广泛存在,并在T2DM、高血压、PCOS等肥胖相关性代谢疾病中发挥作用。Apelin与PCOS关系的研究尚处于探索阶段,其临床结论尚存在分歧,但Apelin是否参与PCOS的发生,尚需进一步研究证实,本章主要探讨Apelin 13在PCOS患者血清中的表达及意义。方法收集2014年8月至2015年7月在我院妇科门诊就诊的PCOS患者98例。并收集同期在我院体检门诊行体格检查的健康(月经规律)妇女45例作为对照组。PCOS患者根据是否肥胖(体质量指数BMI≥25kg/m2)分为肥胖组56例和非肥胖组42例。比较PCOS组和对照组血清Apelin13的水平及性激素、血糖、血脂差异。同时比较肥胖PCOS组与非肥胖PCOS组Apelin13的水平及性激素、血糖、血脂差异。分析PCOS患者血清Apelin13水平与临床指标的相关性。结果PCOS 组的 BMI、LH、T、Ins、HOMA-IR、TG 水平明显高于对照组(P0.05);肥胖组的BMI、WHR、Ins、HOMA-IR、TG水平明显高于非肥胖组,HDL水平明显低于非肥胖组(P0.05)。PCOS组血清Apelin13浓度明显高于对照组(P0.05),PCOS患者肥胖组血清Apelin13浓度明显高于非肥胖组(P0.05),相关分析显示,PCOS患者血清Apelin13浓度与BMI、WHR、Ins、FBG、HOMA-IR呈正相关,与HDL呈负相关。结论PCOS患者血清Apelin13显著高表达,且肥胖PCOS患者表达更显著。PCOS患者血清Apelin13浓度与其BMI、WHR、Ins、HOMA-IR、FBG有明显的正相关性,与HDL有明显的负相关性,表明Apelin13在PCOS的发病及其临床表现中可能发挥重要作用。第二部分Apelin13/APJ系统在PCOS大鼠卵巢中的表达背景与目的脂肪组织是重要的内分泌及旁分泌器官,Apelin是近年来新发现的脂肪因子,它参与了整个生理和代谢循环控制过程的调节,一般情况下它并无脂肪因子的特征,主要是作用于心血管系统和参与内稳态的调节。PCOS以代谢紊乱为主要表现,因此Apelin在PCOS发生、进展过程中起着较重要的作用。目前,PCOS卵泡异常发育机制并未得到明确的阐述,已有研究发现其机制可能与多种细胞因子局部内分泌调控相关。Apelin13是Apelin的重要成员,它作为心血管活性肽,具有促进血管平滑肌增殖、内皮细胞增殖和迁移等生物学效应,它也是一种新的脂肪因子,在IR相关的肥胖、T2DM、高血压等代谢综合征的的发生起着重要作用。目前,对PCOS患者卵泡发育异常的研究结论不尽相同,其机制尚属于探索阶段。PCOS患者血清中存在高表达Apelin13,其对卵泡发育的作用机制如何?Apelin13及其受体APJ在PCOS患者卵巢中的是否也存在高表达?为此本章通过建立PCOS大鼠模型,检测大鼠卵巢中Apelin13及其受体APJmRNA及蛋白表达水平,旨在探讨Apelin13/APJ在PCOS发生中的作用。方法21日龄清洁级SD雌性大鼠40只,根据随机数字表法将其分为观察组和对照组,各20只。观察组采用来曲唑灌胃法建立PCOS模型,对照组未进行任何处理。比较两组卵巢形态及体重、卵巢重、卵巢重/体重比及性激素、糖耐量差异及动情周期监测,监测大鼠卵巢组织中的Apelin13及其受体APJmRNA及蛋白的表达。结果HE染色可见,PCOS大鼠卵巢结构紊乱,包膜下有多个囊性扩张卵泡,部分卵泡内无卵母细胞,黄体少见,颗粒细胞层减少,常为2～3层。正常大鼠卵巢有不同发育阶段的卵泡,有多个黄体,颗粒细胞层数可达8-9层,排列紧密整齐,形态完整。观察组体重、卵巢重、卵巢重/体重比值明显高于对照组(P0.05)。阴道涂片及美兰染色结果提示,对照组有规律的动情周期,动情周期为4-5天,而PCOS模型组用药第14天后出现动情周期改变,阴道涂片显示几乎全是白细胞,处于动情间期,表明无排卵。观察组LH、T水平明显高于对照组,E2明显低于对照组(P0.05),观察组在灌糖后60min、120min血糖浓度均明显高于对照组(P0.001)。观察组的ISI明显低于对照组,HOMA-IR明显高于对照组(P0.001)。卵泡内膜层、颗粒细胞、卵巢间质均存在Apelin13及其受体APJ的表达。观察组大鼠卵巢Apelin13及APJ蛋白表达的平均灰度显著高于对照组(P0.05),PCOS大鼠Apelin13及其受体APJmRNA的表达均明显高于对照组(P0.001)。结论来曲唑灌胃法诱导PCOS大鼠模型,具有卵巢形态改变、生殖内分泌紊乱、糖代谢紊乱等特征,与临床PCOS患者的典型特征相似。无论是PCOS大鼠,还是正常大鼠,其卵泡内膜细胞、颗粒细胞中均有Apelin13、APJ表达。与正常大鼠卵巢组织相比,PCOS大鼠卵巢组织中Apelin13/APJ基因及蛋白表达均明显上调,这种异常的上调表达可能在PCOS卵泡内细胞异常增殖中发挥作用。第三部分Apelin13对大鼠卵巢发育相关信号通路的调控作用背景与目的PCOS卵巢组织存在胰岛素受体磷酸化减弱、颗粒细胞胰岛素信号通路障碍。磷脂酰肌醇3-激酶(P13K)信号通路与细胞内糖代谢密切相关,其下游分子主要是丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(AKT)。P13K/AKT信号通路磷酸化减少是PCOS患者IR的重要特征,它是细胞内胰岛素发挥作用通路,在细胞增殖、分化及凋亡中发挥重要作用。转录因子FoxO1是Fox家族的一个重要成员,在细胞凋亡、细胞周期及胰岛素信号通路等方面发挥作用,并受P13K/AKT信号通路调节。FoxO1在PCOS卵巢颗粒细胞的增殖中发挥作用,胰岛素在促进卵巢颗粒细胞增殖同时抑制颗粒细胞FoxO1mRNA表达。Apelin13作为脂肪因子,其在肥胖及IR相关的代谢性疾病中发挥重要作用。Apelin13对PCOS大鼠模型的作用机制如何,是否与P13K/AKT信号通路有关。为此,本章通过建立PCOS模型,并分组分别给予Apelin13及APJ拮抗剂干预,观察PCOS大鼠动情周期、卵巢形态、性激素及糖代谢指标的变化,以探讨Apelin13对大鼠卵巢发育的P13K/AKT信号通路调控作用。方法将44只SD雌性大鼠随机随机分为PCOS组14只,正常组30只。正常组24只随机分为Apenlin13组、Apenlin13+F13A组、正常对照组,每组8只。另取PCOS组8只作为PCOS对照组。PCOS组、正常组各取剩余6只大鼠称其体重处死,取大鼠卵巢。观察各组动情周期、体重、卵巢重量、性激素、空腹血糖、胰岛素、胰岛素敏感性及IR,同时采用qRT-PCR检测卵巢组织PI3K、AKT、FoxO1mRNA表达,WB法检测卵巢组织AKT、FoxO1、p-AKT和p-FoxO1蛋白表达情况。结果PCOS对照组大鼠动情周期均处于动情间期。Apenlin13组大鼠在给予Apenlin13干预10天左右,动情周期开始延长,在干预21天后,动情间期不规律,大多数处于动情间期。Apenlin13+F13A组在给予Apenlin13、F13A干预21天后,部分出现动情周期延长,偶有处于动情间期。PCOS对照组、Apenlin13组、Apenlin13+F13A组大鼠体重及卵巢重、血清LH、FSH、T、空腹血糖、空腹胰岛素和HOMA-IR均明显高于正常对照组(P0.05),ISI明显降低(P0.05);PCOS对照组、Apenlin13组两组大鼠体重及卵巢重、血清LH、FSH、T、空腹血糖、空腹胰岛素和HOMA-IR比较差异无统计学意义(P0.05),Apenlin13+F13A组大鼠体重及卵巢重、LH、FSH、ISI明显低于PCOS对照组、Apenlin13组(P0.05)。正常对照组、PCOS对照组、Apenlin13组、Apenlin13+F13A组大鼠卵巢颗粒细胞均有FoxO1表达。正常对照组主要表达于颗粒细胞细胞质,PCOS对照组及Apenlin13组主要表达于颗粒细胞胞核中,Apenlin13+F13A组在颗粒细胞胞质及胞核内均有表达。4组卵巢组织均存在AKT、FoxO1、p-AKT、p-FoxO1蛋白不同程度的表达。Apenlin13组及PCOS对照组AKT、FoxO1蛋白表达比正常对照组均升高,Apenlin13+F13A组比Apenlin13组及PCOS对照组有所降低,但各组间AKT表达差异无统计学意义(P0.05)。PCOS对照组、Apenlin13组p-AKT蛋白表达比正常对照组均显著升高(P0.05),而Apenlin1 3+F13A组p-AKT蛋白表达相比PCOS组、Apenlin13组均明显降低(P0.05)。PCOS对照组、Apenlin13组p-FoxO1蛋白表达较正常对照组明显升高(P0.05),Apenlin13+F13A组则比PCOS对照组和Apenlin 13组明显下调(P0.05)。结论Apelin13高表达可能通过激活P13K/AKT信号通路,抑制其下游凋亡基因表达,促进大鼠卵巢颗粒细胞增殖,抗凋亡;P13K/AKT信号通路的活化可适当诱导胰岛素水平增加,引起IR;同时诱导脂肪合成增加体重,这可能是PCOS发生的一个机制之一。
【图文】：

卵巢组织,大鼠,卵泡,卵巢

膜下有多个呈囊性扩张的卵泡，部分卵泡内未见卵母细胞，黄体少见，颗粒细逡逑胞层减少，常为２？３层。正常大鼠卵巢有不同发育阶段的卵泡，有多个黄体，逡逑颗粒细胞排列紧密整齐，形态完整，层数可达８－９层。见图１。逡逑观察组体重、卵巢重、卵巢重／体重比值明显高于对照组，差异有统计学意逡逑义（Ｐ＜０．０５），见表邋１。逡逑２４逡逑

阴道涂片,观察组,对照组

．邋？逦』、、＇？．逦＊邋＊ｆ＊邋＇逦：逡逑图２－２邋ＰＣＯＳ大鼠阴道涂片（ｘｌ00）逡逑３．３观察组与对照组大鼠性激素比较情况逡逑观察与对照组ＦＳＨ、Ｐ水平比较差异无统计学意义（Ｐ＞０．０５），，观察组ＬＨ、Ｔ逡逑水平明显高于对照组，Ｅ２明显低于对照组，差异有统计学意义（Ｐ＜０．０５），见表２。逡逑逦表２观察组和对照组大鼠内分泌激素比较（ｒ±ｓ）逦逡逑组别逦只逦ＦＳＨ（ＭＩＵ／ｍｌ）逦ＬＨ（ＭｌＵ／ｍｌ）逦Ｐ（ｐｇ／ｍｌ）逦Ｅ２（ｐｇ／ｍｌ）逦Ｔ（ｎｇ／ｍｌ）逡逑观察组逦２０逦］．３０±0．８２逦２．９２±１．６８逦２．６９±０．８６逦２４．８８±６．７８逦３．２７±２．０３逡逑对照组逦２０逦１．０２±０．３６逦０．５６±０．２３逦３．１０土０．８９逦３７．３５±１４．１２逦０．３５±０．２２逡逑Ｉ逦１．６４８逦６．０６７逦１．８６８逦３．６９１逦６．５１２逡逑逦Ｐ逦＞０．０５逦＜０．００１逦＞０．０５逦＜０．００１逦＜０．００１逡逑２６逡逑
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R711.75

【参考文献】