高雄激素通过诱导细胞焦亡影响卵巢颗粒细胞增殖.pdf
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1、生殖医学杂志2 0 2 3年9 月第32 卷第9 期:13 9 9.DO1:10.3969/j.issn.1004-3845.2023.09.016高雄激素通过诱导细胞焦亡影响卵巢颗粒细胞增殖项雨1-2,丁慧敏1-2,陈田”,徐天月1-2,葛红山1-2*(1.南京中医药大学,南京2 10 0 2 3;2.泰州市人民医院,泰州2 2 530 0;3.张家港第一人民医院,张家港2 156 0 0)【摘要】目的探讨多囊卵巢综合征(PCOS)中高雄激素对卵巢颗粒细胞焦亡、增殖的影响。方法3周龄的ICR小鼠随机分为对照组(5只)和PCOS组(5只),PCOS组小鼠连续注射脱氢表雄酮(DHEA,6 m g
2、/10 0 g 体重)2 1d,对照组小鼠则注射等体积不含DHEA的芝麻油。通过HE染色观察两组小鼠卵巢形态的变化;运用实时定量PCR和蛋白免疫印迹(WB)观察炎症及焦亡相关基因和蛋白在小鼠卵巢中的表达情况。通过睾酮(10 mol/L)诱导KGN细胞建立高雄诱导的PCOS体外细胞模型,对照组为不添加睾酮的培养基处理的KGN细胞,PCR法检测对照组和睾酮组细胞中炎症(NLRP3、NF-cB、I L-1)及焦亡(ASC、Ca s p a s e-1)相关基因的表达情况,运用WB和免疫荧光技术观察焦亡相关蛋白(Caspase-1、N-G SD M D/GSDMD)的表达情况,CCK8实验和LDH释放
3、实验观察睾酮对KGN细胞生长的影响。结果HE染色显示PCOS组小鼠卵巢未成熟小卵泡及闭锁卵泡明显增多,提示PCOS模型构建成功。实时定量PCR结果显示,PCOS小鼠卵巢组织中NLRP3、NF-k B、I L-1、A SC 和Caspase-1的mRNA水平显著升高(P0.05);WB的结果也显示炎症相关蛋白(NLRP3、IL-1、I L-18)和焦亡相关蛋白(Caspase-1、N-G SD M D/G SD M D)的水平显著高于对照组(P0.05)。在睾酮诱导的细胞模型中,睾酮组细胞观察到明显的焦亡征象,且炎症及焦亡相关基因表达均显著升高(P0.05);睾酮处理后焦亡相关蛋白(Caspas
4、e-1、N-G SD M D/G SD M D)水平也显著高于对照组(P0.05)。另外,随着睾酮浓度的增加,KGN细胞存活率逐渐下降;LDH释放实验结果显示,睾酮处理后KGN细胞的活性降低,且在10 mol/L时LDH的释放量最大。结论高雄诱导的PCOS模型中存在异常的炎症激活和异常的焦亡,这可能是高雄激素影响卵巢颗粒细胞增殖生长的基础,为探讨高雄激素促进PCOS维持和发展的机制提供了新思路。【关键词】多囊卵巢综合征;高雄激素;慢性炎症;焦亡【中图分类号】R363Hyperandrogenism affects ovarian granulosa cell proliferation by
5、inducing pyroptosisXIANG Yul-2,DING Hui-min12,CHEN Tian,XU Tian-yuel2,GE Hong-shanl-2-1.Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 2100232.TaizhouPeoples Hospital,Taizhou 2253003.Zhangjiagang Fist Peoples Hospital,Zhangjiagang【A b s t r a c t Objective:To investigate the effect of hyperandrogeni
6、sm on pyroptosis and proliferation of ovariangranulosa in polycystic ovary syndrome(PCOS).Methods:The 3-week-old ICR mice were randomly divided into control(n=5)and PCOS groups(n=5).The mice in the PCOS group were continuously injected with DHEA(6 mg/100 g)for 21 days,whilethe mice in the control gr
7、oup were injected with the equal volume of sesame oil without DHEA.Themorphological changes of the ovaries in both groups were observed by hematoxylin-eosin staining(HE).The expression of genes and proteins related with inflammation(NLRP3,NF-KB,IL-1p)and pyroptosis(ASC,Caspase-1)in the two groups we
8、re detected by polymerase chain reaction(PCR).KGN cells wereinduced by testosterone(10 mol/L)to establish in vitro cell model of PCOS,while the KGN cells in the【收稿日期】2 0 2 3-0 2-18;【修回日期】2 0 2 3-0 4-0 2【作者简介】项雨,女,福建宁德人,硕士研究生,妇产科学专业,(*通讯作者)【文献标识码】Ag215600.1400control group were treated with culture m
9、edium without testosterone.The expression of the genes relatedwith inflammation(NLRP3,NF-kB,IL-1p)and pyroptosis(ASC,Caspase-1)in cells were detected by PCR,and the expression of proteins related with pyroptosis(Caspase-1,N-GSDMD/GSDMD)were detected byWestern blot.Finally,the effects of testosterone
10、 on growth of KGN cells were observed by the CCK8assay and LDH release assay.Results:HE staining showed that immature small follicles and atretic follicles significantly increasedin the ovary of mice in the PCOS group,suggesting that the PCOS model was successfully established.Real time quantitative
11、 PCR results showed that the mRNA levels of NLRP3,NF-B,IL-1,ASC andCaspase-1 significantly increased in in ovarian tissue of PCOS mice(P0.05).The Western blot resultsalso showed the proteins levels related with inflammation related proteins(NLRP3,IL-1,IL-18)andpyroptosis(Caspase-1,N-GSDMD/GSDMD)were
12、 significantly higher than those of the control group(P0.05).In the testosterone-induced cell model,obvious pyroptosis signs were observed in the testosteronegroup,and the expressions of inflammation and pyroptosis-related genes were significantly increased(PO.05).The levels of pyroptosis-related pr
13、oteins after testosterone treatment was significantly higher thanthose in the control group(P0.05).In addition,the survival rate of KGN cells gradually decreased withthe increase of concentration of testosterone.The results of LDH release experiment showed that the activity ofKGN cells decreased aft
14、er testosterone treatment,and the release of LDH was the highest at 10 mol/L.Conclusions:Abnormal inflammatory activation and abnormal pyroptosis were presented inhyperandrogenism-induced PCOS mice.It may be the basis of the effect of hyperandrogenism onproliferation and growth of ovarian granulosa
15、cells.This study provides new ideas for exploring themechanism by which high androgen promotes the maintenance and development of PCOS.Key words:Polycystic ovary syndrome;Hyperandrogenism;Chronic inflammation;Pyroptosis(J Reprod Med 2023,32(09):1399-1406)多囊卵巢综合征(PCOS)是育龄期女性最常见素血症,影响类固醇生成和卵泡的闭锁,进而促进的
16、一种内分泌和代谢紊乱的多因素疾病,约占无PCOS的维持11-12。最近有研究发现,过量的雄激排卵性不孕患者的8 0%2 。PCOS最主要的内分泌素可以通过激活炎症导致小鼠卵巢功能障碍和纤维特征是雄激素代谢异常,且高雄激素血症是PCOS化13-14。总之,慢性炎症在PCOS的发生发展中起诊断标准和共识的重要组成部分3。雄激素水平的重要作用15,是其发病机制的关键因素。异常升高可对卵泡发育产生负面影响,导致卵泡闭细胞焦亡是一种细胞内外稳态失调的炎症性的锁,损害卵母细胞成熟和胚胎发育4-5。环境中雄激细胞死亡,表现为与凋亡不同的染色质凝集,细胞肿素过高可干扰机体正常的内分泌功能,闭锁卵泡增胀膨大,以
17、及细胞膜表面出现许多泡状突出物。它依加,类固醇激素合成减少,危害机体的生殖发育,导赖于特异性炎性 caspase的激活,导致Gasdermins家致其繁殖力明显下降6。针对恒河猴和绵羊的研究族蛋白发生剪切,其中主要是GSDMD裂解形成N表明,胎儿在宫内暴露的高雄激素环境与其青春期末端和C末端的结构域,活化的N末端在细胞膜上出现PCOS的临床表现密切相关,且会影响其早期定位成孔,导致细胞肿胀、质膜破裂进一步释放炎症卵巢的卵泡发育7-8 。介质IL-1和IL-18116。细胞焦亡的主要途径包括研究表明,高雄激素与炎症因子密切相关,高雄依赖于Caspase-1的经典途径和非Caspase-1依赖激素
18、可以增加肿瘤坏死因子(TNF-)、NF-k B、I L-1、的非经典途径。细胞焦亡广泛存在于多细胞生物的IL-2、IL-6 和IL-17等炎症因子的水平9 ,而慢性炎各种组织中,当受到诱导因素刺激后,经信号转导系症也是PCOS的典型特征。越来越多的证据表明统的传递而激活焦亡。因此本研究拟通过构建高雄PCOS女性血清中炎症因子的浓度明显升高1.10 。PCOS动物模型及细胞模型,探究高雄激素对卵巢长期的慢性炎症会进一步加重胰岛素抵抗和高雄激颗粒细胞增殖的影响。生殖医学杂志2 0 2 3年9 月第32 卷第9 期生殖医学杂志2 0 2 3年9 月第32 卷第9 期一、实验材料1.实验动物与分组:3
19、周龄的ICR小鼠购自扬州大学比较医学中心,许可证号:SCXK(苏)2 0 17-0 0 7。饲养于安静、光照明暗交替10 h/14h、温度2 0 2 5、湿度50%6 0%的环境中,自由饮水进食。适应性喂养1周后随机分为两组(对照组和PCOS组),每组5只。PCOS组每天注射脱氢表雄酮(DHEA,6 m g/100g体重,溶解在0.1ml芝麻油和0.0 1ml95%乙醇中),连续2 1d;对照组小鼠注射等体积不含DHEA的芝麻油。2 1d后取小鼠双侧卵巢,部分冻存于一8 0,部分固定于福尔马林中,用于后续处理。2.细胞系:人卵巢颗粒细胞系KGN细胞由中乔新舟生物科技有限公司提供。KGN细胞使用
20、含有10%FBS(Sigma,美国)和1%青霉素/链霉素的DMEM高糖培养基(Gibco,美国)、置于37,5%CO,培养箱中培养。待细胞生长融合至8 0%时,睾酮组加入10 mol/L睾酮17(上海源叶)处理24h,同时对照组用未添加睾酮的培养基处理2 4h。二、研究方法1.卵巢组织HE染色:固定后的卵巢组织经脱基因名称种属ASChumanCaspase-1humanNLRP3humanNF-kBhumanIL-13human-actinhumanA.SCmouseCaspase-1mouseNLRP3mouseNF-kBmouseIL-1mouse-actinmouse3.蛋白免疫印迹(W
21、estermblotting,WB):提取小鼠卵巢组织和KGN细胞蛋白,BCA试剂盒(上海碧云天)测浓度后取2 0 g上样到12%的SDS凝胶进行电泳分离,后将蛋白转移至PVDF膜上。用:1401:水、包埋、切片、脱蜡、水化、苏木精和伊红染色后,显材料和方法微镜观察两组小鼠卵巢的形态学变化。2.RNA提取和实时定量PCR:将种植于6 孔板的 KGN细胞和卵巢组织分别与 Trizol(TIANGENG)混合。在每1mlTrizol中加人0.2 ml氯仿,旋涡摇匀15s,冰上孵育10 min后412 0 0 0 rpm离心15min。吸取上层水相于新的EP管中,加人等体积异丙醇混匀,冰上放置10
22、min后412 0 0 0 rpm离心10 min。弃上清,沉淀中加人1ml75%乙醇混匀后47 50 0 rpm离心5min。再次重复上述步骤,弃上清,室温风干515min。最后加入2 0 l焦碳酸二乙酯水(DEPC)重悬RNA。运用FastKinggDNA Dispelllng RT SuperMix(TIANGEN)将 RNA反转录为cDNA。实时定量PCR使用SuperReal荧光定量预混试剂增强版(TIANGEN),按照说明书在Roche LightCycler 480 II Real-time qPCR System(Roche)上操作。阈值周期值(Ct)用于确定斑点样蛋白(ASC
23、)、胱天蛋白酶酶-1(Caspase-1)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、NF-k B和IL-1的表达水平;然后,以-actin为内参,用公式2-Ct计算。将相对基因表达水平与对照组进行比较,所有实时定量PCR均做3个复孔。引物序列(5-3)ForwardGCGCTGGAGAACCTGACCGCCACACCGCCCAGAGCACAAGGATCTTCGCTGCGATCAACAGTGAACCGAAACTCTGGCAGCTGTTACAGTGGCAATGAGGATGACGTTGTCGACGACGAGCGGTCACAGAAGTGGACGGAGTGCGTGGAGAGAAACAAGGAG
24、TGCCTGACCCAAACCCACCAGTAGCTTATGCCGAACTTCTCGCAGGCAGGCAGTATCACTCATTGGTGCTATGTTGCTCTAGACTTCGReverseCTCCTGCAGGCCCATGTCGCTCCCACAAATGCCTTCCCGAATACCGTGCATTATCTGAACCCCACCATCAGCTTGCGAAAAGGAGCCGTGGTGGTCGGAGATTCGTAGCACAGAGCCTCGCCTTCTCATCTTGTCTTGGCTGGTGAATGAAAAGTGAGCCCCTGACTTCTTTCGGATGAGGCTGCTTAGACTCCGGGATGGAATG
25、TAACGTCACACACCAGCAGGTTATCATGCCACAGGATTCCATACC5%脱脂牛奶室温封闭2 h,T BST 清洗3次。将膜与抗NLRP3(1:1000)、I L-18(1:10 0 0)、I L-1(1:1 0 0 0)、G SD M D(1:1 0 0 0)、C a s p a s e-1(1:1 0 0 0)在4冰箱孵育过夜。第2 天用TBST1402清洗3遍,每次5min。之后将膜与二抗HRP GoatAnti-Rabbit IgG(1:500)或 HRP-conjugated AffinipureGoat Anti-Rat IgG(1:5 0 0 0)一起室温孵育
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