李建茹舒蒙蒙方育恩倪 萌馬惠榮宋翠淼*
(1.河北中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,河北 石家莊 050200; 2.河北中醫(yī)學(xué)院中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,河北 石家莊 050200; 3.河北省中西醫(yī)結(jié)合肝腎病證研究重點實驗室,河北 石家莊 050200; 4.河北省中西醫(yī)結(jié)合生殖疾病協(xié)同創(chuàng)新中心,河北 石家莊 050200)
卵巢儲備功能下降是卵巢衰老或衰竭的前期狀態(tài),是由卵巢內(nèi)可募集的卵泡數(shù)量減少或可受精的卵母細(xì)胞能力下降所造成[1]。近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、環(huán)境的改變及生育年齡的延后,卵巢儲備功能下降的發(fā)病率逐年上升,約10% 不孕和32%體外受精和胚胎移植周期失敗與卵巢儲備功能下降有關(guān)[2]。研究顯示,卵巢組織中鐵水平與卵巢儲備功能呈負(fù)相關(guān)[3-4],體內(nèi)鐵超載患者多伴隨卵巢功能減退[5]。課題組前期研究顯示,卵巢儲備功能下降大鼠卵巢的氧化應(yīng)激反應(yīng)加重[6]。研究證實,氧化應(yīng)激的發(fā)生與鐵代謝異常有關(guān)[7],而鐵代謝異??捎绊懣寡趸傅暮铣?,導(dǎo)致組織氧化損傷及細(xì)胞凋亡[8]。因此,卵巢組織鐵代謝異??蓪?dǎo)致氧化損傷,造成卵巢儲備功能下降。
補腎法的代表方資癸益沖方是全國名中醫(yī)杜惠蘭教授20 多年來有效防治卵巢功能下降的經(jīng)驗方,具有補腎扶脾、調(diào)補精血作用。前期研究顯示,資癸益沖方可改善卵巢儲備功能下降患者和模型大鼠的氧化應(yīng)激水平,提高卵巢的儲備功能[6,9-10]。本實驗通過建立卵巢儲備功能下降大鼠模型,觀察資癸益沖方對其卵巢組織鐵代謝調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)、細(xì)胞凋亡及卵巢儲備功能的影響,以期為中醫(yī)臨床治療卵巢儲備功能下降提供理論和實驗的依據(jù)。
1.1 實驗動物 SPF 級雌性SD 大鼠50 只,體質(zhì)量(300±20)g,購自遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK(遼)2020-0001,飼養(yǎng)于河北中醫(yī)學(xué)院科研中心,室溫(23±2)℃,通風(fēng)良好,光照明暗各12 h,期間給予標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料、充足飲水,適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d,實驗動物使用許可證號SYXK(冀)2017-005,本實驗所涉及的相關(guān)操作均經(jīng)河北中醫(yī)學(xué)院倫理委員會審查批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號YXLL2021013)。
1.2 藥物
1.2.1 中藥 資癸益沖方(由熟地、枸杞子、當(dāng)歸、白芍、山萸肉、女貞子、炙黃芪、黨參、白術(shù)、香附等組成)所用藥物為顆粒劑,購自神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司,按照“人和動物體表面積折算的等效劑量比率表” 進(jìn)行換算,配制成2.1 g/mL 的藥液,于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 西藥輔酶 Q10膠囊(國藥準(zhǔn)字H19999132)購自上海上藥信誼藥廠有限公司,配制成0.47 mg/mL 的藥液備用;注射用環(huán)磷酰胺(CTX)(0.2 g/瓶,國藥準(zhǔn)字H20160467)購自德國Baxter Oncology GmbH 公司,配制成10 mg/mL的藥液備用。
1.3 試劑 抗苗勒管激素(AMH)(批號HY-10140)、雌二醇(E2)(批號RG61812)、卵泡刺激素(FSH)試劑盒(批號RG11812)均購自天津九鼎醫(yī)學(xué)生物工程有限公司;TUNEL 試劑盒(批號11684817910)購自瑞士Roche 公司;轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1(transferrin receptor 1,TFR1)抗體(批號NB100-92243)購自美國Novus 公司;二價金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白1(divalent metal ion transporter 1,DMT1)抗體(批號ab55735)、膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白1(ferroportin 1,F(xiàn)PN1)抗體(批號ab239583)購自英國Abcam 公司。
1.4 儀器 酶標(biāo)儀(南通邁迪檢測儀器有限公司,型號Versa Max);電泳槽及電泳儀(北京六一儀器廠,型號DYY);顯微圖像分析系統(tǒng)(武漢千屏影像技術(shù)有限責(zé)任公司,型號HMIAS-2000);電動玻璃勻漿機(jī)(寧波新芝生物科技股份有限公司,型號DY89-1);恒溫振蕩器(常州國華電器有限公司,型號SHA-B);實時熒光定量PCR 儀(美國Bio-Rad 公司,型號CFX96);凝膠成像儀(美國GE 公司,型號Image Quant LAS4010)。
2.1 分組與造模 通過陰道脫落細(xì)胞涂片選取40只動情周期規(guī)律大鼠,隨機(jī)數(shù)字表法分為正常組、模型組、資癸益沖方組和輔酶Q10組,每組10 只。在課題組前期研究[6]基礎(chǔ)上,參考文獻(xiàn)[11]報道,通過一次性腹腔注射CTX(75 mg/kg)建立卵巢儲備功能下降大鼠模型。于造模后第2 天開始,每天上午8:00 進(jìn)行陰道脫落細(xì)胞涂片,連續(xù)10 d,當(dāng)陰道脫落細(xì)胞涂片出現(xiàn)動情周期紊亂或延長則提示造模成功。
2.2 給藥 造模成功后,資癸益沖方組灌胃給予14 g/kg 資癸益沖方顆粒劑溶液;輔酶Q10組灌胃給予3.15 mg/kg 輔酶Q10溶液;模型組和正常組灌胃給予等量蒸餾水,連續(xù)14 d。
2.3 取材 給藥結(jié)束后進(jìn)行陰道脫落細(xì)胞涂片,所有大鼠禁食不禁水,在動情前期,腹腔注射2%戊巴比妥鈉50 mg/kg,麻醉處死大鼠,股動脈取血,快速無菌方法留取卵巢組織,將每只大鼠的左側(cè)卵巢保存于-70 ℃冰箱,右側(cè)卵巢放置于4%多聚甲醛中固定。
2.4 檢測指標(biāo)
2.4.1 觀察大鼠動情周期變化 給藥結(jié)束后,每天上午8:00 進(jìn)行大鼠陰道脫落上皮細(xì)胞涂片,于顯微鏡下觀察大鼠動情周期變化。
2.4.2 ELISA 法檢測大鼠血清AMH、E2、FSH 水平 將大鼠血液靜置30 min,離心,分離得血清。按照試劑盒說明書進(jìn)行操作,使用酶標(biāo)儀測定吸光度值并計算AMH、E2、FSH 水平。
2.4.3 HE 染色觀察卵巢組織各級卵泡數(shù)量 各組按照隨機(jī)數(shù)字表法選取6 只大鼠卵巢組織,石蠟包埋,切片,HE 染色,每張切片先于40 倍光學(xué)顯微鏡下觀察全部組織各級卵泡數(shù)量,再于100 倍鏡下觀察具體卵泡變化。
2.4.4 普魯士藍(lán)染色觀察卵巢組織鐵沉積 各組按照隨機(jī)數(shù)字表法選取6 張卵巢組織切片,常規(guī)脫蠟、水化,Perl’s 染色液染色20 min,核固紅試劑B 染核5 min,中性樹膠封片,光學(xué)顯微鏡下觀察卵巢組織細(xì)胞藍(lán)色顆粒。通過Image J 1.8.0 圖像分析軟件測量并計算普魯士藍(lán)染色陽性面積占總面積的百分比。
2.4.5 TUNEL 法檢測卵巢組織細(xì)胞凋亡 取卵巢組織石蠟切片,按照TUNEL 試劑盒說明書步驟操作,加入3% H2O2-甲醇混合溶液,TUNEL 反應(yīng)液和過氧化物酶37 ℃孵育,DAB 顯色,蘇木素復(fù)染,中性樹膠封片。各組按隨機(jī)數(shù)字表法選取6 只大鼠的卵巢組織石蠟切片進(jìn)行TUNEL 染色,記錄每個視野下細(xì)胞核呈棕褐色表達(dá)的細(xì)胞數(shù)并計算凋亡指數(shù),公式為凋亡指數(shù)=陽性細(xì)胞數(shù)/總細(xì)胞數(shù)×100%。
2.4.6 Western blot 法檢測卵巢組織鐵代謝調(diào)節(jié)蛋白TFR1、DMT1、FPN1 的表達(dá) 提取卵巢組織蛋白,每孔上樣等量總蛋白,進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜,脫脂牛奶封閉2 h,一抗4 ℃孵育過夜,二抗孵育1 h,充分洗膜后,應(yīng)用ECL 化學(xué)發(fā)光法檢測,以β-actin 為內(nèi)參,對目的蛋白分別進(jìn)行灰度值分析。每組結(jié)果相同條件至少重復(fù)3 次并取平均值。
2.5 統(tǒng)計學(xué)分析 通過SPSS 23.0 軟件進(jìn)行處理,計量資料以(±s)表示,先進(jìn)行正態(tài)分布和方差齊性檢驗,多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用SNK 檢驗,計數(shù)資料采用χ2檢驗。以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 資癸益沖方對大鼠動情周期變化的影響 正常組大鼠的動情周期約為4 d,分別是動情期(無核角化細(xì)胞為主)、動情后期(角化細(xì)胞、有核細(xì)胞、白細(xì)胞三者共存)、動情間期(白細(xì)胞為主)、動情前期(有核細(xì)胞為主)。與正常組比較,模型組大鼠出現(xiàn)動情周期紊亂,動情間期延長;與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠動情紊亂周期縮短,動情周期恢復(fù),見圖1~2。
圖1 各組大鼠動情周期陰道脫落細(xì)胞美蘭染色(×100)Fig.1 Methylene blue staining of vaginal exfoliated cells of rats in each group during estrous cycle(×100)
圖2 各組大鼠動情周期變化曲線Fig.2 Estrous cycle change curves of rats in each group
3.2 資癸益沖方對大鼠血清AMH、E2、FSH 水平的影響 與正常組比較,模型組大鼠血清AMH、E2水 平降 低(P<0.05),F(xiàn)SH 水平升高(P<0.05);與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠血清AMH、E2水平升高(P<0.05),F(xiàn)SH水平降低(P<0.05);與輔酶Q10組比較,資癸益沖方組大鼠血清AMH、E2、FSH 水平無明顯變化(P>0.05),見表1。
表1 各組大鼠血清AMH、E2、FSH 水平比較(±s, n=10)Tab.1 Comparison of serum AMH,E2 and FSH levels of rats in each group(±s, n=10)
表1 各組大鼠血清AMH、E2、FSH 水平比較(±s, n=10)Tab.1 Comparison of serum AMH,E2 and FSH levels of rats in each group(±s, n=10)
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
3.3 資癸益沖方對大鼠卵巢組織各級卵泡數(shù)量的影響 正常組大鼠卵巢組織可見原始卵泡、生長卵泡和黃體,顆粒細(xì)胞層排列緊密有序;與正常組比較,模型組大鼠卵巢組織原始卵泡數(shù)、生長卵泡數(shù)及黃體數(shù)減少(P<0.05),閉鎖卵泡數(shù)增多(P<0.05);與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠卵巢組織原始卵泡數(shù)、生長卵泡數(shù)及黃體數(shù)增多(P<0.05),閉鎖卵泡數(shù)減少(P<0.05);與輔酶Q10組比較,資癸益沖方組大鼠卵巢組織原始卵泡數(shù)、生長卵泡數(shù)、黃體數(shù)、閉鎖卵泡數(shù)均無明顯變化(P>0.05),見表2、圖3。
圖3 各組大鼠卵巢組織HE 染色(×100)Fig.3 HE staining of ovarian tissue of rats in each group(×100)
表2 各組大鼠卵巢組織生長卵泡數(shù)、黃體數(shù)、閉鎖卵泡數(shù)比較(±s, n=6)Tab.2 Comparison of the number of growing follicles,corpus luteum and follicular atresia in ovarian tissue of rats in each group(±s, n=6)
表2 各組大鼠卵巢組織生長卵泡數(shù)、黃體數(shù)、閉鎖卵泡數(shù)比較(±s, n=6)Tab.2 Comparison of the number of growing follicles,corpus luteum and follicular atresia in ovarian tissue of rats in each group(±s, n=6)
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
3.4 資癸益沖方對大鼠卵巢組織鐵沉積及細(xì)胞凋亡的影響 普魯士藍(lán)染色顯示卵巢組織鐵沉積主要發(fā)生在卵巢皮質(zhì),位于大的竇狀卵泡或黃體;普魯士藍(lán)顆??梢娪陬w粒細(xì)胞、膜細(xì)胞和間質(zhì)巨噬細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。與正常組比較,模型組大鼠卵巢組織鐵沉積(普魯士藍(lán)染色陽性面積百分比)增加(P<0.05);與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠卵巢組織鐵沉積減少(P<0.05);與輔酶Q10組比較,資癸益沖方組大鼠卵巢組織鐵沉積無明顯變化(P>0.05),見圖4、表3。
圖4 各組大鼠卵巢組織普魯士藍(lán)染色(×200)Fig.4 Prussian blue staining of ovarian tissue of rats in each group(×200)
表3 各組大鼠卵巢組織鐵沉積及凋亡指數(shù)比較(%,±s, n=6)Tab.3 Comparison of iron deposition and apoptosis index in ovarian tissue of rats in each group(%,±s,n=6)
表3 各組大鼠卵巢組織鐵沉積及凋亡指數(shù)比較(%,±s, n=6)Tab.3 Comparison of iron deposition and apoptosis index in ovarian tissue of rats in each group(%,±s,n=6)
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
卵巢組織凋亡細(xì)胞呈現(xiàn)棕黃色,主要分布在卵泡顆粒細(xì)胞層、閉鎖卵泡及萎縮的黃體。正常組大鼠卵巢組織可見少量凋亡的顆粒細(xì)胞;與正常組比較,模型組大鼠卵巢組織顆粒細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞凋亡數(shù)量增多,細(xì)胞凋亡指數(shù)升高(P<0.05);與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠卵巢組織顆粒細(xì)胞凋亡數(shù)量減少,細(xì)胞凋亡指數(shù)降低(P<0.05);與輔酶Q10組比較,資癸益沖方組大鼠卵巢組織細(xì)胞凋亡指數(shù)無明顯變化(P>0.05),見圖5、表3。
圖5 各組大鼠卵巢組織TUNEL 染色(×400)Fig.5 TUNEL staining of ovarian tissue of rats in each group(×400)
3.5 資癸益沖方對大鼠卵巢組織鐵代謝調(diào)節(jié)蛋白TFR1、DMT1、FPN1 表達(dá)的影響 與正常組比較,模型組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1 蛋白表達(dá)升高(P<0.05),F(xiàn)PN1 蛋白表達(dá)降低(P<0.05);與模型組比較,資癸益沖方組和輔酶Q10組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1 蛋白表達(dá)降低(P<0.05),F(xiàn)PN1蛋白表達(dá)升高(P<0.05);與輔酶Q10組比較,資癸益沖方組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1、FPN1 蛋白表達(dá)無明顯變化(P>0.05),見圖6、表4。
圖6 各組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1、FPN1 蛋白電泳圖Fig.6 Protein electrophoresis of TFR1,DMT1 and FPN1 in ovarian tissue of rats in each group
表4 各組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1、FPN1 蛋白表達(dá)比較(±s, n=3)Tab.4 Comparison of the protein expressions of TFR1,DMT1 and FPN1 in ovarian tissue of rats in each group(±s, n=3)
表4 各組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1、FPN1 蛋白表達(dá)比較(±s, n=3)Tab.4 Comparison of the protein expressions of TFR1,DMT1 and FPN1 in ovarian tissue of rats in each group(±s, n=3)
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
中醫(yī)認(rèn)為,腎藏精、主生殖,腎精包含先天之精和后天之精,先天之精是生育繁殖的最基本物質(zhì),與生殖和衰老密切相關(guān);后天之精是水谷之精,滋養(yǎng)各組織器官并促進(jìn)機(jī)體生長發(fā)育。卵巢屬先天之精,其功能發(fā)揮需靠后天水谷之精的滋養(yǎng),先、后天之精不足,可導(dǎo)致卵巢失養(yǎng),經(jīng)孕失調(diào),生育功能減退。故腎精虧虛是卵巢儲備功能下降的基本病機(jī),補腎填精、健脾益氣養(yǎng)血是其治療方法[12-13]。資癸益沖方中熟地等為君藥,滋補肝腎,填精養(yǎng)血;女貞子、山萸肉等補腎肝養(yǎng)精血以資先天,黨參、白術(shù)等健脾益氣而資后天,共為臣藥;當(dāng)歸、白芍調(diào)經(jīng)養(yǎng)血理沖任,香附疏肝理氣,共為佐使,諸藥合用,使先后天同補,助精血以達(dá)資癸益沖之效。
環(huán)磷酰胺(CTX)是臨床上對卵巢功能損傷最大的化療藥物之一,可使卵巢細(xì)胞DNA 鏈斷裂,干擾蛋白質(zhì)和核酸的合成,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,卵巢儲備減退[14]。研究證明,采用75 mg/kg CTX 一次性腹腔注射能夠成功建立卵巢儲備功能下降大鼠模型,此方法操作簡便且成功率高[15]。本實驗結(jié)果顯示,模型組大鼠動情周期紊亂,血清AMH、E2水平降低,F(xiàn)SH 水平升高,卵巢組織中各級生長卵泡數(shù)量減少,閉鎖卵泡增多,提示卵巢儲備下降,造模成功;資癸益沖方干預(yù)后,大鼠各項指標(biāo)好轉(zhuǎn),表明資癸益沖方可改善卵巢儲備功能下降。
氧化損傷是造成卵巢儲備功能下降的重要機(jī)制之一[16]。研究發(fā)現(xiàn),鐵代謝異常致鐵超載可增加卵巢組織的氧化損傷,破壞“下丘腦-垂體-性腺軸”,造成卵巢衰老及功能減退[17-19]。課題組同期研究結(jié)果(暫未見刊)顯示,卵巢儲備功能下降大鼠卵巢組織鐵水平升高,結(jié)合普魯士藍(lán)染色推測卵巢儲備減退可能與卵巢鐵超載有關(guān)。TFR1、DMT1 和FPN1 是調(diào)節(jié)體內(nèi)鐵代謝的重要因素,影響細(xì)胞鐵的吸收和釋放。鐵由TFR1 吸收進(jìn)入細(xì)胞,通過DMT1 進(jìn)行儲存[20],并由跨膜蛋白FPN1釋放到血液中[21]。本實驗結(jié)果顯示,與正常組比較,模型組大鼠卵巢組織TFR1、DMT1 蛋白表達(dá)升高,F(xiàn)PN1 蛋白表達(dá)降低,表明細(xì)胞鐵吸收儲存增多而排出減少,從而導(dǎo)致卵巢鐵超載;資癸益沖方干預(yù)后,大鼠卵巢組織TFR1、DMT1 蛋白表達(dá)降低,F(xiàn)PN1 蛋白表達(dá)升高,卵巢組織鐵沉積和細(xì)胞凋亡程度減輕,卵巢儲備改善,這與課題組前期研究結(jié)果一致[6]。
綜上所述,資癸益沖方可明顯改善卵巢儲備功能下降大鼠的卵巢儲備功能,其機(jī)制可能與影響卵巢組織鐵代謝調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá),抑制鐵超載,減輕氧化損傷和細(xì)胞凋亡有關(guān)。