李蘭,鐘達源,楊開鋒,周虹,肖小芹
(湖南中醫(yī)藥大學,湖南 長沙 410208)
卵巢早衰(premature ovarian failure,POF)是指女性在40 歲之前發(fā)生的卵巢功能衰竭現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為促卵泡激素(follicle Stimulating Hormone,F(xiàn)SH)和黃體生成素(luteinizing hormone,LH)降低,雌二醇(estradiol,E2)升高[1-2],嚴重者可導致閉經(jīng)甚至不孕。POF的病因復雜,機制尚不清楚。目前研究表明其最常見的原因是自身免疫,其次是遺傳、代謝、理化因素、藥物和感染[3]。而與腫瘤化療藥物相關的POF 也日趨增加[4]。白介素-2(interleukin 2,IL-2)是一種具有廣泛活性的細胞因子,主要由T細胞激活,它可以促進B細胞和NK細胞的增殖,是調(diào)節(jié)免疫反應的重要因素[5-6]。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)是一種重要的炎癥因子,主要由活化的單核巨噬細胞產(chǎn)生,它負責細胞中的各種信號轉(zhuǎn)導,引起細胞壞死或凋亡,并參與某些免疫調(diào)節(jié)[7-8]。益氣養(yǎng)榮復經(jīng)方(YQYR)由黃芪、巴戟天、鐵皮石斛、黃精四種藥物組成,是湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院使用多年的院內(nèi)成方,對POF患者有很好的療效,但其對POF的潛在保護機制尚不清楚。本實驗采用腹腔注射環(huán)磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)建立免疫損傷性POF動物模型,觀察YQYR對模型小鼠的保護作用及對細胞因子IL-2、TNF-α變化的影響,為臨床治療提供科學依據(jù)。
健康雌性C57BL/6 小鼠24 只,SPF 級,7~8 周齡,體質(zhì)量16~19 g,動物許可證號:SCXK(湘)2019-0004。全部小鼠經(jīng)陰道脫落細胞涂片篩查動情周期正常,飼養(yǎng)于湖南中醫(yī)藥大學實驗動物中心SPF 級實驗室,室溫20~25 ℃,相對濕度50%~60%,光照12 h 明暗交替,普通飼料飼養(yǎng),自由攝食飲水。
益氣養(yǎng)榮復經(jīng)方:黃芪、巴戟天、鐵皮石斛、黃精以4∶3∶2∶2 的比例稱取,由湖南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院藥劑科提供。環(huán)磷酰胺注射液粉末(國藥準字H20160667,百特醫(yī)療貿(mào)易有限公司)。小鼠FSH ELISA 試劑盒(批號:20201009EN)、小鼠LH ELISA試劑盒(批號:20201009SP)、小鼠E2ELISA 試劑盒(批號:20201009NJ)、小鼠IL-2 ELISA 試劑盒(批號:20201009TR)、小鼠TNF-α ELISA 試劑盒(批號:20201009KQ),均購自江蘇晶美生物科技有限公司。
將24 只小鼠隨機分為空白組、模型組、陽性對照組和YQYR 組,每組6 只。小鼠適應性喂養(yǎng)1 周后,除空白組外對其余小鼠進行造模。取CTX 注射液粉末0.2 g,加入生理鹽水10 mL 配制試劑。因CTX 具有自限性,采用首次腹腔注射120 mg/kg,14 d 后每隔3 d 腹腔注射CTX 注射液30 mg/kg,共注射4 次,建立POF 小鼠模型。空白組小鼠腹腔注射與模型組等量的生理鹽水。
造模成功后第2 天開始灌胃給藥。參考《動物藥理學》實驗動物及人體表面積比例,即20 g 的小鼠與70 kg 的人換算關系計算每日灌胃劑量。陽性對照組給予0.3 mL 補佳樂水溶液;YQYR 組給予0.468 mL 中藥藥液(藥物濃度為1.0 g/mL);空白組和模型組均給予0.3 mL生理鹽水;連續(xù)給藥14 d。
1.4.1 小鼠動情周期、生活行為觀察
適應性飼養(yǎng)1周后,每天早8時采用瑞氏染色法進行小鼠陰道涂片觀察,具體方法參考文獻[9]。觀察腹腔注射CTX后小鼠生活行為變化。
1.4.2 組織病理學檢查
取小鼠卵巢,標本置于4%多聚甲醛溶液固定、脫水、包埋、HE染色,光鏡下觀察卵巢形態(tài)。
1.4.3 激素檢測
眼眶取血,離心后取上清液采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測血清FSH、LH和E2含量。
1.4.4 細胞因子檢測
ELISA法檢測血清免疫因子IL-2、TNF-α變化。
采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料以均數(shù)± 標準差(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析。以P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學意義。
空白組小鼠有正常的動情周期(動情前期、動情期、動情間期和動情后期);與空白組小鼠相比,模型組小鼠動情周期紊亂,無動情期。見圖1。與空白組相比,模型組小鼠活動減少,攀爬減少,反應緩慢,偶有撕咬打架,身體毛發(fā)干燥,缺乏光澤,飲水量少于注射前;與模型組相比,YQYR 組和陽性對照組小鼠精神狀態(tài)和對刺激的敏感性有所改善。
圖1 小鼠陰道涂片細胞形態(tài)(瑞氏染色,×100)
空白組小鼠卵巢組織結(jié)構正常,可見各級卵泡形態(tài)。見圖2。模型組小鼠卵巢組織未見繼發(fā)性卵泡或成熟卵泡,且閉鎖卵泡的數(shù)量顯著增加。見圖3。陽性對照組和YQYR 組小鼠的卵巢組織結(jié)構明顯改善,各級卵泡明顯存在。見圖4~5。
圖2 空白組小鼠卵巢組織結(jié)構
圖3 模型組小鼠卵巢組織結(jié)構
圖4 陽性對照組小鼠卵巢組織結(jié)構
圖5 YQYR組小鼠卵巢組織結(jié)構
與空白組相比,模型組小鼠血清FSH、LH 水平升高(P<0.05),E2含量降低(P<0.05);與模型組相比,陽性對照組和YQYR 組小鼠的血清FSH、LH 水平均降低(P<0.05),E2水平均升高(P<0.05)。見圖6。
圖6 各組小鼠血清中的激素水平比較
與空白組相比,模型組小鼠血清IL-2、TNF-α水平升高(P<0.05);與模型組相比,陽性對照組和YQYR組的IL-2、TNF-α水平均降低(P<0.05)。見圖7。
圖7 各組小鼠血清中的細胞因子水平比較
POF的病因復雜,機制尚不清楚,而作為一種烷基化劑的化療藥物,CTX 已知會嚴重損害處在生殖期的年輕患者的卵巢,導致卵巢包膜增厚、卵巢顆粒細胞凋亡、血管損傷和大量卵泡停滯發(fā)育,引起閉經(jīng)、不育和POF[10-11]?;诖?,本研究選擇CTX 作為建立POF 小鼠模型的藥物。
FSH、LH 和E2是用于評價POF 的臨床指標,由于目前尚無診斷POF 的金標準,僅激素指標和臨床癥狀即可用于診斷,因此觀測激素指標和臨床癥狀對于判斷POF 情況尤為重要[12]。在本研究中,空白組小鼠經(jīng)瑞氏染色顯示小鼠動情周期正常,表現(xiàn)出明顯的動情前期、動情期、動情后期和動情間期。而注射CTX 注射液后,模型組小鼠動情周期紊亂,長期停滯于動情間期,無發(fā)情期。且與空白組相比,模型組小鼠還表現(xiàn)出FSH、LH 水平升高和E2水平降低。不僅如此,HE 染色顯示,與空白組相比,模型組小鼠卵巢組織的卵泡發(fā)育明顯受到破壞,初級和次級卵泡數(shù)目明顯減少,卵泡閉鎖數(shù)目明顯增加。卵泡閉鎖可發(fā)生在POF 的所有階段,是POF 在組織學上的標志[13]。以上結(jié)果共同表明,本實驗中的POF小鼠模型已經(jīng)成功建立。
經(jīng)藥物干預后,與模型組相比,YQYR 組和陽性對照組小鼠精神狀態(tài)明顯改善;在YQYR 組和陽性對照組小鼠卵巢組織中,均可觀察到初級卵泡、多層初級卵泡和次級卵泡,偶見卵泡閉鎖,說明小鼠卵泡發(fā)育已趨正常;激素水平結(jié)果表明,陽性對照組和YQYR組小鼠的FSH、LH 水平明顯降低(P<0.05),E2水平明顯增加(P<0.05)。以上結(jié)果表明YQYR 在生活行為、卵泡發(fā)育和激素水平層面對CTX 誘導的POF 小鼠具有保護作用。
目前,化療藥物誘導POF 的相關研究主要集中在細胞因子、外周血T 淋巴細胞亞群及相關抗體上[14-15]。IL-2 和TNF-α 是重要的免疫系統(tǒng)因子,可準確反映人體免疫系統(tǒng)的狀態(tài),在細胞凋亡、增殖和炎癥反應等方面發(fā)揮著重要的作用[16-17]。卵巢儲備與卵巢炎癥密切相關,持續(xù)的炎癥會加速卵巢衰老[18]。莊粵冰[19]發(fā)現(xiàn)自身免疫性POF 患者的IL-2 明顯高于健康患者。IL-2 主要由活化的CD4+T 細胞組成,可促進B 細胞抗體的增殖、分化和分泌,從而誘導濾泡性顆粒細胞凋亡。TNF-α 的功能與細胞凋亡和增殖有關,可通過旁分泌或自分泌誘導細胞增殖和凋亡[20]。研究表明,在某些階段,血清和卵巢組織中TNF-α 表達的下調(diào)對受損的卵巢有保護作用,體內(nèi)TNF-α 水平的升高則會導致卵泡早期凋亡,從而加速卵巢顆粒細胞的凋亡[21]。TNF-α 還會抑制粒細胞的雌激素合成和分泌,破壞卵泡的微環(huán)境[22]。在本研究中,模型組小鼠的IL-2、TNF-α 水平顯著升高,而經(jīng)藥物干預后,YQYR 組和陽性對照組小鼠IL-2、TNF-α 水平顯著降低(P<0.05),說明YQYR 可通過調(diào)控炎性因子改善POF小鼠的卵巢受損情況。
綜上,YQYR 能夠有效調(diào)節(jié)CTX 誘導的POF 小鼠血清LH、FSH 和E2含量,降低血清中IL-2 和TNF-α的表達水平,改善垂體和卵巢內(nèi)分泌功能,抑制卵巢顆粒細胞的凋亡,增強卵巢儲備能力,保護卵巢功能。