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本文以脱氢表雄酮诱导的多囊卵巢综合症(PCOS)大鼠为研究对象,探讨卵母细胞、GDF-9及TGF-β1在PCOS大鼠卵巢卵泡囊状变性、间质纤维化、包膜增厚、优势卵泡形成障碍以及激素水平变化等方面的作用机制。
方法:1.利用脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)皮下注射的方法复制PCOS病理模型。并采用下列方法来验证模型:微粒子酶免分析法测定血清激素水平,包括血清雌二醇(E2),睾酮(T)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、LH/FSH、空腹胰岛素(FINS)值;HE染色方法观察PCOS大鼠卵巢的病理结构;透射电镜技术观察PCOS大鼠卵巢超微结构的变化。
2.采用透射电镜技术观察PCOS组(n=8)与对照组(n=8)卵泡卵母细胞的超微结构变化。
3.采用免疫组织化学方法检测PCOS组(n=20)与对照组(n=20),大鼠卵巢生长因子GDF-9、TGF-β1的表达,并进行图像分析。
4.采用半定量逆转录聚合酶链反应(reversetranscriptionpolymerasechainreaction,RT-PCR)法检测PCOS组(n=8)与对照组(n=8)生长因子GDF-9受体BMPR-Ⅱ,以及TGF-β1受体TβRⅠ、TβRⅡmRNA的转录,通过凝胶图像分析系统对PCR产物进行半定量分析。
5.采用免疫组织化学方法检测PCOS组(n=20)与对照组(n=20)信号蛋白Smad42的表达;应用半定量RT-PCR法检测PCOS组(n=8)与对照组(n=8)Smad4和Smad7基因的转录,通过凝胶图像分析系统对PCR产物进行半定量分析。
结果:1.PCOS组血清T值、E2值、空腹胰岛素水平显著高于对照组(P<0.05)。病理切片检查可见卵巢囊性扩张卵泡和闭锁卵泡增多,颗粒细胞层数减少,卵泡膜细胞层增厚,绝大多数未见黄体形成。细胞超微结构显示间质中胶原纤维增多,卵泡膜-间质细胞中,线粒体、滑面内质网等细胞器丰富,脂滴明显增多。
2.透射电镜技术表明:窦前卵泡和窦状卵泡卵母细胞的胞浆细胞器、微绒毛以及围绕其周围的颗粒细胞出现了一系列变性、坏死变化,PCOS组异常的窦前和窦状卵母细胞数显著多于对照组(P<0.01)。
3.细胞因子在卵巢中的表达变化:与对照组相比,GDF-9在PCOS中的表达强度差异无统计学意义(P>0.05);而TGF-β1在PCOS窦状卵泡膜细胞及间质中的表达强度显著增高(P<0.01)。
4.与对照组相比,GDF-9受体BMPR-ⅡmRNA在多囊卵巢(polycysticovarysyndrome,PCO)中的转录显著增高(P<0.05),TGF-β1受体TβRⅠ、TβRⅡmRNA在PCO中的转录也显著高于对照组(P<0.01)。
5.与对照组相比,信号蛋白Smad4在PCO间质的表达显著增高(P<0.05),Smad4mRNA及Smad7mRNA在PCO中的转录也显著增多(P<0.05)。
结论:1.从血清学变化结果、HE病理染色结果以及卵巢超微结构变化等方面,证实模型复制成功。
2.卵母细胞结构的变化是PCOS特殊形态变化的基础。卵母细胞凋亡是卵泡闭锁的基础,而卵母细胞坏死是PCOS卵泡囊状变性的主要原因。
3.GDF-9对PCOS中正常卵泡的生长发育具有调节作用,并对维持PCOS中卵泡膜-间质细胞发育、雄激素的产生具有重要作用。
4.PCOS卵巢GDF-9受体BMPR-Ⅱ及信号蛋白Smad4与Smad7表达上调,使GDF-9诱导雄激素产生的功能增强,并对GDF-9调节卵泡发育及排卵的功能产生影响。
5.多囊卵巢中TGF-β1表达异常是导致多囊卵巢间质纤维化,包膜增厚的主要原因;TGF-β1也参与PCOS卵泡发育、闭锁的调控;与PCOS类固醇激素分泌紊乱有关。
6.多囊卵巢中TGF-β1作用的受体、信号蛋白Smad4和Smad7表达上调,使TGF-β1致纤维化作用加强、影响TGF-β1对卵泡发育的调节作用。