付貝貝，謝青貞

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是育齡女性最常見的一類生殖器官結(jié)構(gòu)和功能改變的復雜病癥，并且與代謝疾病相關(guān)，患病率約占育齡期女性的6%～10%[1]，主要臨床表現(xiàn)為稀發(fā)排卵或不排卵、臨床或生化高雄激素血癥(hyperandrogenism，HA)、卵巢多囊化。除卵巢改變外，該綜合征還影響代謝，主要表現(xiàn)為肥胖，PCOS中約38%～88%的女性合并有腹型肥胖[2]。此外，還有50%～70%PCOS女性同時伴有類似2型糖尿病表現(xiàn)的高胰島素血癥和胰島素抵抗(insulin resistance，IR)[3]。

PCOS病因?qū)W至今尚未明確，其發(fā)病機制復雜，多系統(tǒng)的復雜調(diào)控使得其病理生理改變多態(tài)且具有異質(zhì)性。雄激素是公認的PCOS發(fā)病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，HA是PCOS的標志。但由于PCOS病因不明，且首選雌、孕激素治療，幾乎不選擇手術(shù)治療，臨床樣本采集較為困難。因此，構(gòu)建一種能夠模擬人類PCOS特征的動物模型，對于PCOS發(fā)病機制的深入研究具有極高價值。

迄今為止，已有數(shù)十種研究方法被開發(fā)，試圖構(gòu)建接近人類PCOS的動物模型，采用較多的除雄激素造模法外還有雌激素、孕激素、芳香化酶抑制劑造模法等。其中以雄激素誘導法得到嚙齒類動物模型，造模周期短、成模率高、成本低廉，且最為接近人類PCOS的生殖與代謝特征，因此應用較為廣泛。現(xiàn)將通過雄激素誘導法得到的PCOS動物模型方法及特征綜述如下，為該領(lǐng)域的研究者提供參考。

1 多囊卵巢綜合征動物模型的選擇

原則上，應選擇生理、生殖功能與人類最為相近的靈長類動物，如恒河猴等，其與人類共享93%的基因組[4]，生殖系統(tǒng)、月經(jīng)和排卵周期都接近人類，是研究PCOS理想的動物模型，但繁殖期長且成本較高，科研應用受限[5]。在綿羊的研究中，給予母羊大劑量睪酮(testosterone，T)，過量雄激素刺激下的小羊在青年期出現(xiàn)黃體生成素(luteinizing hormone，LH)水平增加、異常卵巢周期等類PCOS表現(xiàn)[6-7]，但因價格昂貴同樣存在科研限制性。家兔性激素敏感度低，也無法成為選擇之一。

大鼠、小鼠等嚙齒類動物，遺傳背景穩(wěn)定、性激素敏感度高、繁殖力強、動情周期短，同時實驗可操作性強、來源廣泛、價格低廉、易于飼養(yǎng)，使得其造模周期短、成模率高、模型穩(wěn)定具有復制性，是目前最常選擇的PCOS動物種類。其中，大鼠發(fā)情周期穩(wěn)定，且體型和器官較大、血容量高，有利于操作及樣本收集。但常見的大鼠品系Wistar和Sprague-Dawley都屬于遠交系，雖然疾病抵抗力較強，但存在不易進行復制及基因工程改造等缺點。小鼠近交系多，品種一致性高，較易復制，實驗可重復性高，更有利于基因工程方面的研究。

2 多囊卵巢綜合征動物模型雄激素造模法

雄激素造模是目前應用最多的造模方法，其誘導得到的鼠類模型下丘腦-垂體-卵巢軸完整，且卵巢和內(nèi)分泌特征明顯。對孕鼠羊膜予藥或?qū)Σ煌L周期大、小鼠予外源性雄激素刺激，通過改變雄激素的種類及給藥方式，可使其表現(xiàn)出與人PCOS相似的表型。

2.1 脫氫表雄酮造模法

脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)是一種主要在腎上腺內(nèi)合成的雄激素，是孕酮經(jīng)△5途徑轉(zhuǎn)化成雄烯二酮的中間產(chǎn)物，受LH調(diào)控。通過外源性提高DHEA水平,導致雄烯二酮水平增高，進而造成T及雌酮水平升高，表現(xiàn)為PCOS典型的HA，升高的雄酮負反饋調(diào)節(jié)卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)分泌使得FSH相對不足，卵泡發(fā)育受阻，從而出現(xiàn)卵泡排出障礙及多囊樣卵巢[8]。

DHEA誘導法是現(xiàn)今國際公認的、也是國內(nèi)應用最多的較為理想PCOS動物模型造模方法。該方法最早在1991年由Lee等[9]提出，對23日齡SD大鼠連續(xù)20 d皮下注射DHEA(6 mg/100 g)，成功構(gòu)建了DHEA誘導的PCOS大鼠模型。Anderson等[10]成功復制了該模型，觀察到DHEA處理的大鼠表現(xiàn)出不規(guī)則動情周期，卵巢重量增加，卵巢內(nèi)卵泡趨于閉鎖且出現(xiàn)囊樣擴張，類似于PCOS患者的卵巢病理改變。此外還觀察到LH水平降低，LH/FSH比值及T水平的升高。

Kim等[11]對42日齡(青春期后)SD大鼠每日皮下注射DHEA(60 mg/kg)持續(xù)長達20～30 d，建立了改良后的DHEA誘導的PCOS大鼠模型，與青春期前模型相比，青春期后大鼠模型發(fā)情期被破壞和多囊性卵巢的比例均增加，表明DHEA處理的青春期后PCOS大鼠模型具有更高的誘導率。此外，還觀察到卵巢、子宮重量、子宮壁厚度和卵巢囊腫數(shù)量明顯增加，為PCOS的病因研究提供了一個新的模型構(gòu)建方法。

Solano、Qi等[12-13]通過對青春期前小鼠(21～25日齡)連續(xù)20 d皮下注射DHEA(6 mg/100 g)，觀察到小鼠發(fā)情周期被破壞，體重增加，生殖能力低下，卵巢表現(xiàn)出明顯的囊樣囊泡外觀，閉鎖卵泡增多、卵泡膜細胞層變薄、顆粒細胞緊密，雌激素、孕酮(progesterone，P)水平上升，葡萄糖耐量實驗提示糖耐量降低和葡萄糖耐受不良，提示IR。

綜上所述，DHEA誘導的大鼠、小鼠PCOS動物模型在生殖、代謝方面都與PCOS女性具有高度相似性，是可以用于研究PCOS的理想模型。但需要注意的是，該方法誘導得到的動物模型在卵巢多囊化及激素水平的變化上雖接近人類PCOS患者，但在卵巢形態(tài)學及對治療的反應方面還存在一定的差異，同時外源性DHEA的過量補充會導致模型動物內(nèi)、外源性及卵巢局部雄激素水平升高，對于雄性激素變化的研究有所影響。

2.2 雙氫睪酮造模法

雙氫睪酮(dihydrotestosterone,DHT)造模法是一種較常用的、高生物活性的雄激素，在體內(nèi)由T通過5α-還原酶轉(zhuǎn)化而得，通過影響內(nèi)分泌相關(guān)受體，干預卵泡的發(fā)育、成熟及排卵，還可與皮膚、毛囊的受體結(jié)合導致PCOS患者出現(xiàn)多毛、痤瘡等臨床表現(xiàn)。

DHT誘導的PCOS大鼠模型由瑞典科學家Stener-Victorin 2007年初創(chuàng)，隨后被眾多學者參考借鑒。Manner?s等[14]對21日齡的Wistar大鼠頸部皮下植入DHT緩釋藥片(含7.5 mg DHT，83 μg/d)，持續(xù)給藥90 d，造模結(jié)束后觀察到大鼠體重明顯增加，增加的脂肪組織集中于腹股溝和腹內(nèi)，尤其是腸系膜。此外還觀察到不規(guī)則的動情周期，血清雌二醇(estradiol，E2)、P、LH水平下降，卵巢重量減少、體積縮小，但卵巢內(nèi)卵泡體積增大，囊性卵泡數(shù)量增加且囊壁增厚，表現(xiàn)為內(nèi)膜細胞層增厚，顆粒細胞層變薄，同時伴有IR。

Van等[15]對青春期前雌性小鼠，在出生后第19 d皮下植入DHT緩釋藥丸90 d(含2.5 mg DHT，27.5 μg/d)，構(gòu)建了DHT誘導的PCOS小鼠模型，同樣觀察到不規(guī)則動情周期，體重增加，脂肪細胞體積增大，瘦素水平升高，腹腔內(nèi)葡萄糖耐量實驗顯示小鼠同時伴有葡萄糖不耐受。但是，區(qū)別于DHT處理大鼠的卵巢重量減少，小鼠模型卵巢重量趨于增加，但差異無顯著性。此外，經(jīng)DHT處理后的小鼠卵巢囊性卵泡數(shù)量增加，但卵泡分布并不完全類似PCOS女性，LH水平趨于降低但與對照組相比無差異。

DHT誘導得到的鼠類模型能夠表現(xiàn)出人類PCOS的關(guān)鍵特征，是可以用于研究PCOS的模型之一。該方法的缺點一是在于未表現(xiàn)出PCOS卵巢特征性的白膜增厚和體積增大；二是大鼠模型血LH水平差異性的不升反降。此外還需要注意的是，上述方法構(gòu)建的模型誘導時間為90 d，模型建立時大鼠、小鼠約為3.5月齡，已是體成熟期，研究者需將模型年齡納入?yún)⒖肌?/p>

2.3 丙酸睪酮造模法

丙酸睪酮(testosterone propionate,TP)是一種經(jīng)由人工合成的雄激素類藥物，在體內(nèi)會先轉(zhuǎn)化為5α-二氫睪酮再結(jié)合細胞受體發(fā)揮作用。過量的雄激素干擾卵泡的發(fā)育和優(yōu)勢卵泡生成，最終導致排卵障礙。

1983年Ota等便嘗試通過TP制備具有實驗性PCOS的大鼠，發(fā)現(xiàn)皮下注射TP處理后的雌鼠具有許多與人PCOS類似的內(nèi)分泌和組織學特征。Belooseaky等[16]對21日齡的Wistar大鼠，每日皮下注射TP(1 mg/100 g)連續(xù)35 d，7 d后便觀察到卵巢內(nèi)囊性卵泡顯著積聚，35 d后，觀察到卵巢內(nèi)囊性卵泡的形成，卵巢呈多囊樣改變，未觀察到黃體形成，提示卵巢內(nèi)無排卵。內(nèi)分泌方面，觀察到空腹血糖/胰島素比率顯著降低，表現(xiàn)出類似人PCOS的IR癥狀，但模型的穩(wěn)定性未做研究，只適合短期實驗觀察。Chaudhari等[17]使用同樣的方法復制了該模型，觀察到血清T水平增加，但缺點在于未觀察到E2水平的差異，此外LH水平不升反降、卵巢重量減輕、體積減小等與人類PCOS的差異性都是該建模方法的局限性。

2.4 睪酮造模法

T是一種主要由男性睪丸或者女性卵巢分泌的雄激素，在體內(nèi)可以直接或者先轉(zhuǎn)化為5α-二氫睪酮作用于雄激素受體或者通過直接轉(zhuǎn)化成E2作用于雌激素受體發(fā)揮作用。過量T使得垂體對下丘腦刺激的敏感性降低、LH持續(xù)性分泌及排卵性LH峰的消失，同時FSH的促排卵作用也被抑制，最終導致不排卵。

T誘導的PCOS動物模型目前多見于大鼠，在小鼠中僅有少量在孕鼠和初生鼠的研究報道。Sun等[18]在6～10日齡的SD大鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，9日齡組70%的大鼠出現(xiàn)持續(xù)性高雄激素導致的不排卵性不孕，并伴有攝食量的增多和肥胖，激素水平上表現(xiàn)為血LH、FSH水平降低，胰島素、T、DHEA水平升高，T/E2比值升高，卵巢體積縮小、重量減輕，但未觀察到卵巢白膜增厚和卵泡膜間質(zhì)細胞的增生，該方法得到的大鼠模型僅表現(xiàn)出少數(shù)PCOS特征，并不適于卵巢形態(tài)學的研究，LH水平的不升反降也與PCOS特異性的內(nèi)分泌特性相悖，仍有待進一步研究。

3 結(jié)語

以上便為現(xiàn)階段國內(nèi)外采用較多的通過單純雄激素誘導構(gòu)建的PCOS動物模型，目前國內(nèi)外造模方法50余種，但由于PCOS病因復雜、發(fā)病機制不明確，使得上述各種造模方法都無法完全模擬PCOS的臨床特點。雄激素誘導法相較而言，更能表現(xiàn)出在人類PCOS中觀察到的關(guān)鍵特征。但目前仍沒有一個模型可以全面地復制這個復雜的臨床綜合征，更好的PCOS模型仍有待開發(fā)。本綜述討論了不同雄激素法構(gòu)建得到的PCOS動物模型的表型和特征，有助于幫助研究者們選擇合適的模型構(gòu)建方法，提高對PCOS發(fā)病機制的認識。