论文部分内容阅读
随着肥胖发生率的持续升高,肥胖已经成为一个不可忽视的公共卫生问题。机体的能量平衡与生殖功能密切相关,过多的能量摄入常常会导致人体的生育力下降。肥胖的女性往往会出现排卵失调、月经紊乱等症状。同时,肥胖对受孕、受精卵种植、胚胎发育也有不利影响。然而,肥胖是通过何种机制影响生殖功能的到目前为止尚不明确。 Kisspeptin蛋白是包括多种结构相近的多肽在内的蛋白家族,由Kiss1基因编码,并与G蛋白耦联受体54(GPR54)结合,后者由Kiss1r基因编码。Kisspeptin/GPR54系统在多个物种的卵巢中表达,并且呈时间与空间特异性。卵巢Kiss1基因的表达量在动情前期的傍晚出现峰性升高,提示kisspeptin在卵巢排卵过程发挥局部调节作用。近年来,越来越多的研究表明kisspeptin蛋白可能是连接能量平衡和生殖功能的桥梁。虽然卵巢kisspeptin/GPR54系统具有直接调节卵巢功能的潜在功能,目前尚不清楚卵巢kisspeptin/GPR54是否与肥胖导致的生殖功能损伤有关,尤其是排卵功能。 目的: 本实验通过构建饮食诱导肥胖模型,观察高脂肥胖对卵巢kisspeptin/GPR54系统表达,以及排卵功能的影响,探讨卵巢kisspeptin/GPR54系统在卵巢功能中可能发挥的作用。 方法: 雌性Sprague-Dawley孕鼠分别置于独立的笼子中饲养。在生产的当天(postnatal day0,PND0),将幼鼠称重、区分性别。在PND1将每笼幼鼠的数目调整为12只,直到PND21断奶。在PND21将雌鼠随机分配至高脂(HFD)组和正常(NCD)组,分别给予40%脂肪含量的高脂饲料和5%脂肪含量的正常饲料,以形成高脂肥胖动物模型(HFD)和正常对照组(NCD)。将HFD、NCD雌鼠再次分为青春期前组、青春期组和成年组,分别喂养到PND30、PND42和PND70。所有雌鼠于生后1周开始每周测定体重。从PND28开始每天观测雌鼠阴道口的开放情况。一旦阴道口开放,即在每天早晨8点取阴道涂片,判断卵巢周期是否规律。自阴道口开放后连续观察2周,并于第8-9周成年后重复2周。当各组喂养达到目标天数时,在下午5点以10%水合氯醛麻醉(3mg/100g,腹腔注射),行阴道涂片确定当时的动情周期,行双侧卵巢切除术。一侧卵巢立即保存于-80℃冰箱中待RNA测定;另一侧卵巢固定于4%多聚甲醛,用于后续免疫化学染色。荧光定量PCR法测定Kiss1、Kiss1RmRNA,以及排卵相关基因GDF9、BMP15FSHR、PTGS2 mRNA的表达水平。免疫组化法测定kisspeptin、GPR54蛋白的在卵巢的表达部位及强度。 结果: 在饮食干预前,HFD组和NCD组的体重无明显差异(HFD:48.3±0.3g vs NCD:47.8±0.9g; P>0.05)。在青春期(PND42),HFD组雌鼠的体重明显高于NCD组(HFD:179.4±4.0 g vs NCD:160.2±6.7g; P<0.05)。同样,在成年期(PND70) HFD组雌鼠的体重显著高于NCD(HFD:268.7±6.4g vs NCD:234.0±2.8g;P<0.05)。高脂饮食对雌鼠的的青春期发育也有显著影响,HFD组雌鼠阴道口开放时间较NCD组明显提前(HFD:31.8±0.3d vs NCD:35.4±0.3d; P<0.05)。 在青春期,NCD组中绝大多数(83.3%)的雌鼠有正常卵巢周期,而HFD组只有38.9%的雌鼠有正常卵巢周期,结果有显著差异(P<0.05)。在成年期,NCD中77.8%的雌鼠有正常卵巢周期,而HFD组只有27.8%的雌鼠有正常卵巢周期,结果呈显著差异(P<0.05)。在雌鼠动情前期的傍晚,测定青春期和成年期雌鼠卵巢的GDF9、FSHR、PTGS2 mRNA水平时发现,HFD组上述基因mRNA的表达量较NCD组均呈显著降低(P<0.05);而HFD组BMP15mRNA的表达水平仅在青春期时显著降低(P<0.05)。 在青春期前,HFD组和NCD组卵巢Kiss1/Kiss1r mRNA的表达水平均无明显差异(P>0.05)。在青春期雌鼠中,HFD组动情前期和动情期的卵巢Kiss1 mRNA的表达量较NCD组明显减少(P<0.05);在成年期,HFD组动情前期、动情期和动情后期的卵巢Kiss1 mRNA表达量同样较NCD组显著较少(P<0.05)。然而,不论是青春期还是成年期,卵巢Kisslr mRNA的表达水平在HFD组和NCD组之间无明显差异(P>0.05)。 青春期和成年期时,在HFD组处于动情前期、动情期的窦状卵泡卵泡膜细胞中,kisspeptin蛋白的免疫组化染色强度(平均光密度值)均较NCD组明显降低(P<0.05);另外在青春期和成年期,HFD组处于动情前期的排卵前卵泡卵泡膜细胞中,kisspeptin的免疫组化染色强度也较NCD组明显降低(P<0.05);然而,GPR54蛋白的染色强度在窦状卵泡和排卵前卵泡中较NCD组均无明显差异(P>0.05)。 结论: 本研究表明,生命早期高脂肥胖对大鼠生殖功能有着长期的影响,包括青春期提前,青春期和成年期卵巢周期紊乱。在高脂肥胖雌鼠的卵巢中,排卵关键时期Kiss1 mRNA和kisspeptin蛋白的表达水平下降,提示卵巢Kiss1因及产物对肥胖状态敏感,并可能与肥胖导致的排卵失调有关。