【摘 要】目的:觀察白藜蘆醇對(duì)多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)模型大鼠卵巢顆粒細(xì)胞增殖和凋亡的影響以及線粒體的形態(tài)和功能的改變,并探討其可能的保護(hù)機(jī)制。方法:32只雌性SD大鼠幼鼠隨機(jī)分為2組,PCOS模型組(n=24)和模型對(duì)照組(n=8)。成功提取PCOS組顆粒細(xì)胞并體外培養(yǎng),然后用不同濃度的白藜蘆醇處理顆粒細(xì)胞,CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞活力的變化;Mito Tracker Deep Red染色觀察細(xì)胞線粒體的形態(tài)變化;JC-1檢測(cè)線粒體膜電位的變化;ATP檢測(cè)試劑盒檢測(cè)ATP的變化;分光光度計(jì)檢測(cè)與凋亡密切相關(guān)casppase-3和caspase-9酶活性變化;最后,蛋白免疫印跡法檢測(cè)顆粒細(xì)胞內(nèi)cas?pase-3和caspase-9蛋白水平的變化。結(jié)果:白藜蘆醇處理PCOS模型大鼠卵巢顆粒細(xì)胞后,顆粒細(xì)胞的增殖活性明顯增強(qiáng)(P=0.000);Mito Tracker Deep Read染色結(jié)果顯示線粒體質(zhì)量明顯增加,形狀呈管狀或長(zhǎng)條狀;顆粒細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)量和線粒體膜電位也明顯增加(P=0.000、P=0.000)。另外,白藜蘆醇也降低了caspase-3和caspase-9酶活性和蛋白水平的表達(dá)(P=0.000、P=0.000)。結(jié)論:白藜蘆醇抑制了PCOS模型大鼠卵巢顆粒細(xì)胞的凋亡,也促進(jìn)了細(xì)胞的增殖,其機(jī)制與白藜蘆醇改善顆粒細(xì)胞線粒體的形態(tài)和功能有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】白藜蘆醇;顆粒細(xì)胞;線粒體;凋亡
【中圖分類號(hào)】R737.31 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2023-06-29
多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是育齡期婦女最常見(jiàn)的內(nèi)分泌疾病之一,影響著該人群中大約10%~15%的婦女[1]。PCOS具有明顯的2個(gè)特征:雄激素過(guò)量和排卵功能障礙;而臨床上則表現(xiàn)為高雄激素血癥、月經(jīng)不調(diào)等[2]。在形態(tài)學(xué)上,PCOS多表現(xiàn)為卵巢呈多囊,也可見(jiàn)幼稚卵泡、多發(fā)性的囊泡囊腫等[3]。大多數(shù)PCOS患者多伴有肥胖和胰島素抵抗,同時(shí)還增加了其他多種共病的風(fēng)險(xiǎn),如2型糖尿病[4]、心血管疾病[5]和晚期子宮內(nèi)膜癌[6]等。PCOS發(fā)病機(jī)制尚不清楚,遺傳和表觀遺傳因素,各種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素,如不健康的飲食和不良的生活習(xí)慣,這些都可能導(dǎo)致PCOS[7]。
線粒體是非常重要的雙層膜、動(dòng)態(tài)的、半自主性細(xì)胞器,由外膜、膜間隙和內(nèi)膜組成。線粒體通過(guò)融合和分裂兩種方式維持其結(jié)構(gòu)完整性,以發(fā)揮其生物學(xué)功能。線粒體是體內(nèi)的“能量工廠”,可通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP,以提供生命活動(dòng)所需能量;線粒體還參與體內(nèi)的細(xì)胞增殖凋亡、自噬、氧化應(yīng)激等多種生理活動(dòng)。因此,線粒體正常的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)維持機(jī)體的多種生命活動(dòng)至關(guān)重要[8]。大量證據(jù)表明,線粒體功能障礙與PCOS的病理生理過(guò)程有著重要的密切的聯(lián)系,如線粒體基因組異常、能量失衡、氧化應(yīng)激、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、動(dòng)力學(xué)異常、生物合成減少等[9-10]。因此,改善線粒體功能障礙將會(huì)對(duì)未來(lái)治療PCOS有重要意義。
天然多酚類化合物白藜蘆醇(3,4,5-三羥基-反式二苯乙烯,resveratrol,Res)作為一種減少肥胖和相關(guān)代謝障礙的治療策略,引起了人們的極大興趣。白藜蘆醇主要存在于膳食植物中,包括虎杖、花生和葡萄皮的根等。Res具有多種藥理作用,包括抗炎、抗氧化、抗腫瘤和增加胰島素敏感性等[11-12]。臨床和動(dòng)物研究表明,白藜蘆醇可以改善代謝功能障礙引起的月經(jīng)異常、痤瘡、脫發(fā)以及PCOS 中的高雄激素血癥[13];此外,Res對(duì)卵泡發(fā)育也有積極影響,如閉鎖卵泡數(shù)量減少,卵巢卵泡儲(chǔ)備增加,卵巢壽命延長(zhǎng)[14-15]。然而,Res對(duì)PCOS卵巢顆粒細(xì)胞的線粒體形態(tài)和功能有何影響卻鮮有報(bào)道。為此,本研究通過(guò)構(gòu)建PCOS大鼠模型,分離得到卵巢顆粒細(xì)胞,并給予Res處理,觀察Res對(duì)顆粒細(xì)胞線粒體形態(tài)和功能的影響,并探討其發(fā)揮作用的機(jī)制,為治療PCOS提供新的思路和理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 動(dòng)物 20日齡雌性SD大鼠32只,體質(zhì)量約50 g,由重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供,合格證號(hào):SCXK(渝)2016-0001。所有大鼠均置于SPF級(jí)代養(yǎng)室飼養(yǎng),每籠4只,溫度保持為(24±1) ℃,12 h光照晝夜循環(huán),給予常規(guī)鼠糧和水,術(shù)前12 h禁食。
1.1.2 主要試劑 高糖F-12培養(yǎng)液、胎牛血清、青霉素/鏈霉素、二甲基亞砜、SDS-PAGE試劑盒、線粒體膜電位檢測(cè)試劑盒JC-1等購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)有限公司;白藜蘆醇購(gòu)自Sigma公司;BCA蛋白濃度檢測(cè)試劑盒、ATP檢測(cè)試劑盒等購(gòu)自碧云天生物技術(shù)研究所;CCK-8試劑盒、caspase-3和caspase-9 酶活性檢測(cè)試劑盒購(gòu)自凱基公司;抗體cas?pase-3、caspase-9和內(nèi)參β-actin購(gòu)自博士德生物公司。聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜和電化學(xué)發(fā)光(electro-chemi-luminescence,ECL)試劑盒購(gòu)自美國(guó)Bio-rad公司;Mito Tracker Deep Red購(gòu)自碧云天生物技術(shù)研究所。
1.2 方法
1.2.1 Res溶液配置和處理 稱取100 mg Res,以DMSO溶解,并加入三蒸水使其濃度為1.0 mmol/L,過(guò)濾后-20 ℃保存。藥物處理時(shí),將Res母液分別加入4 mL培養(yǎng)液中,使得白藜蘆醇的工作液濃度分別為10、20、40 μmol/L。
1.2.2 動(dòng)物模型的建立 PCOS模型鼠(n=24)的建立采用本課題組一直采用的方法,如下:大鼠麻醉后,于頸背部皮下注射脫0.2 mL芝麻油劑和氫表雄酮6 mg/100(g·d),然后在腹部皮下注射諾和N 2 IU/d。模型對(duì)照組(n=8)直接采取背部皮下注射注射0.2 mL芝麻油,均連續(xù)注射35 d后停藥[16]。
1.2.3 卵巢顆粒細(xì)胞的收集和培養(yǎng) PCOS大鼠模型成功建立后處死SD大鼠,取出卵巢并小心剝離其周圍的脂肪組織等,生理鹽水、PBS緩沖液沖洗后剝離囊狀卵泡;再次沖洗,刺破卵泡,釋放卵巢顆粒細(xì)胞;用200目細(xì)胞篩將卵泡膜濾出,1 500 r/min×5 min,棄上清;再次1 500 r/min×5 min,棄上清后用含有1% 青霉素/鏈霉素和10%FBS 的DMEM/F12培養(yǎng)基懸浮細(xì)胞,并均勻接種于培養(yǎng)瓶中,置入37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。卵巢顆粒細(xì)胞的鑒定用免疫細(xì)胞化學(xué)法[17]。
1.2.4 CCK-8 將顆粒細(xì)胞按每孔5 000個(gè)細(xì)胞接種于96孔板中,置37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),用不同濃度(5、10、20、40、80 μmol/L)Res處理該細(xì)胞,作用48 h,并設(shè)空白對(duì)照組和溶劑對(duì)照組即DMSO 組(濃度為0.1%),每組設(shè)5個(gè)復(fù)孔。每孔加入20 μL的CCK-8溶液,繼續(xù)培養(yǎng)1 h,用酶標(biāo)儀上檢測(cè)其450 nm處的吸光度(absorbance,A)值,并按下列公式計(jì)算白藜蘆醇對(duì)顆粒細(xì)胞的增殖率的影響:顆粒細(xì)胞增殖率(%)=(實(shí)驗(yàn)組吸收值A(chǔ)450 nm-空白對(duì)照吸收值A(chǔ)450 nm)(/ 對(duì)照組吸收值A(chǔ)450 nm-空白對(duì)照吸收值A(chǔ)450 nm)×100%。
1.2.5 線粒體膜電位檢測(cè) 采用流式細(xì)胞法。將顆粒細(xì)胞接種于24 孔板中,密度為5×105 個(gè)/孔。分別給予溶劑DMSO和5、20、40 μmol/L的Res處理。收集每組細(xì)胞懸液至無(wú)菌EP管中;離心400 g×5 min,洗掉上清;用0.5 mL JC-1工作液懸浮細(xì)胞,于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱孵育15~30 min;離心400 g×5 min,洗掉上清;用2 mL細(xì)胞培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,離心400 g×5 min,吸掉上清;再次用2 mL細(xì)胞培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,離心400 g×5 min,吸掉上清;用0.5 mL新鮮培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,即可進(jìn)行后續(xù)的流式分析。
1.2.6 Mito Tracker Deep Red 染色-線粒體紅色熒光探針 分組同上:為溶劑DMSO對(duì)照組和5、20、40 μmol/L Res處理組。配置Mito Tracker Deep Red儲(chǔ)存液工作液,并避光保存。將貼壁的顆粒細(xì)胞接種于培養(yǎng)板中,RES處理后加入MitoTracker Deep Red 工作液,37 ℃孵育15~30 min;去除MitoTracker Deep Red工作液,加入37 ℃預(yù)溫育的新鮮細(xì)胞培養(yǎng)液;然后用激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行觀察。
1.2.7 ATP 含量檢測(cè) 分組同上:溶劑DMSO 對(duì)照組和5、20、40 μmol/L Res處理組。采用ATP檢測(cè)試劑盒,簡(jiǎn)單步驟如下:準(zhǔn)備試劑、樣品和制備標(biāo)準(zhǔn)品;分別設(shè)空白孔、標(biāo)準(zhǔn)孔、待測(cè)樣品孔。在酶標(biāo)包被板上加樣標(biāo)準(zhǔn)品50 mL,待測(cè)樣品孔中加樣品稀釋液40 mL和待測(cè)樣品10 mL(樣品最終稀釋度為5倍)輕輕晃動(dòng)混勻;溫育:用封板膜封板后置37 ℃溫育30 min;洗滌:小心揭掉封板膜,棄去液體,甩干,每孔加滿洗滌液,靜置30 s后棄去,如此重復(fù)5次,拍干;加酶:每孔加入酶標(biāo)試劑50 mL,空白孔除外;再次孵育和洗滌后顯色:每孔先加入顯色劑A 50 mL,再加入顯色劑B 50 mL,輕輕震蕩混勻,37 ℃避光顯色15 min;終止:每孔加終止液50 mL,終止反應(yīng)并進(jìn)行測(cè)定(450 nm波長(zhǎng)依序測(cè)量各孔的A值)。
1.2.8 Caspase3和 caspase9的活性檢測(cè) 分組同上,為溶劑DMSO對(duì)照組和5、20、40 μmol/L Res處理組。收集Res處理后的各組顆粒細(xì)胞后,用PBS洗滌細(xì)胞2次(離心2 000 r/min,5 min),收集(3~5)×106個(gè)細(xì)胞;在沉淀的細(xì)胞中加入200 μL冰冷Lysis Buffer 吹打均勻;置冰上裂解20 min,渦旋振蕩4 次,每次10 s;4 ℃,離心10 000 r/min×1 min;小心吸取上清,轉(zhuǎn)移至新的管中,并放置冰上待用;測(cè)定其中的蛋白濃度;吸取 50 μL含100~200 μg蛋白的細(xì)胞樣品加入50 μL的2×Reaction Buffer,再加入5 μL Caspase-3 Substrate,充分混勻后于37 ℃避光孵育4 h;酶標(biāo)儀在λ=405 nm測(cè)定其A值。通過(guò)計(jì)算ARes/A對(duì)照的倍數(shù)來(lái)確定其活性的大小變化。Caspase-9方法同caspase-3。
1.2.9 Western blot 收集各組顆粒細(xì)胞,加入1 mL蛋白裂解液,充分裂解后于4 ℃,13 000 r/min×15 min 離心后,用Bradford法測(cè)定每組蛋白樣品濃度并分裝保存。配置8%~10%的Page膠,上樣40 μg經(jīng)SDS-PAGE電泳,將蛋白電轉(zhuǎn)至PVDF膜上,用5%脫脂奶粉室溫封閉2 h,然后置入TBST稀釋的抗體caspase-3、caspase-9和β-actin,4 ℃孵育過(guò)夜;充分洗滌后加入1∶5 000的HRP標(biāo)記的羊抗兔二抗,室溫孵育2 h,最后用ECL 發(fā)光試劑盒行曝光顯影,經(jīng)Bio-radChemical Dox XRS凝膠成像系統(tǒng)進(jìn)行條帶的分析。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,所有計(jì)量資料均采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(-x± s)表示。多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用SNK-q。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2 結(jié)果
2.1 Res促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞的增殖
Res促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞的增殖實(shí)驗(yàn)中,空白對(duì)照組、溶劑DMSO 組和5、10、20、40、80 μmol/L 的Res處理的顆粒細(xì)胞的增殖率分別為:42.3±1.06、41.2±1.40、45.5±1.35、61.2±1.92、71.9±1.81、81.5±0.737 和82.5±1.70,7 組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=449.368,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較:與空白對(duì)照組和DMSO處理組比較,5 μmol/L Res處理顆粒細(xì)胞48 h 后,顆粒細(xì)胞的增殖率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.068、P=0.063),空白對(duì)照組和DMSO處理組比較顆粒細(xì)胞的增殖率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.394),40和80 μmol/L比較組顆粒細(xì)胞的增殖率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)(P=0.438),其余各比較組兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05)(圖1)。
2.2 Res維持了卵巢顆粒細(xì)胞線粒體質(zhì)量
為了更好地表征線粒體的存在,本研究利用MitoTracker Deep Red染色通過(guò)共聚焦顯微鏡分析了它們的形態(tài)和質(zhì)量的變化。如圖2所示,在PCOS卵巢顆粒細(xì)胞DMSO處理后發(fā)現(xiàn),線粒體的質(zhì)量明顯減少,呈現(xiàn)小的碎片狀;5 μmol/L Res處理后,線粒體的質(zhì)量變化無(wú)明顯改變;當(dāng)Res濃度增加至20 μmol/L和40 μmol/L后,線粒體的質(zhì)量明顯增加,呈現(xiàn)出管狀或長(zhǎng)條狀。
2.3 Res增加了卵巢顆粒細(xì)胞內(nèi)ATP的生成
溶劑DMSO 組和5、20、40 μmol/L 的ATP 含量分別為:1.170±0.080、1.240±0.0917、2.233±0.1210、3.243±0.050,4組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=358.325,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較:與DMSO處理組比較,當(dāng)Res濃度為5 μmol/L時(shí),卵巢顆粒細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP含量無(wú)顯著增加,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.366);當(dāng)濃度增加至20 μmol/L和40 μmol/L時(shí),顆粒細(xì)胞產(chǎn)生的ATP明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000和P=0.000);與20 μmol/L比較,40 μmol/L的顆粒細(xì)胞產(chǎn)生的ATP明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)(圖3)。
2.4 Res提升了卵巢顆粒細(xì)胞線粒體膜電位
陽(yáng)離子脂質(zhì)熒光染料JC-1是檢測(cè)線粒體跨膜電位指示劑,有單體和多聚體2種形式。前者在流式細(xì)胞儀中綠色(FL-1)通道檢測(cè)出綠色熒光;而后者多聚體在FL-2通道檢測(cè)出現(xiàn)紅色熒光。當(dāng)線粒體膜電位降低時(shí),線粒體膜電位被去極化,JC-1從線粒體內(nèi)釋放,紅光強(qiáng)度減弱,主要以單體的形式存在于胞質(zhì)內(nèi)發(fā)綠色熒光。因此,根椐這一特征檢測(cè)線粒體膜電位的變化,以顯示細(xì)胞的凋亡水平變化。溶劑DMSO 組和5、20、40 μmol/L 的膜電位分別為:12.050 30±0.187 35、13.928 70±0.951 42、29.233 30±0.545 01、60.980 00±2.920 09,4組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=623.988,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較:與DMSO 處理組比較,當(dāng)Res 濃度為5 μmol/L時(shí),顆粒細(xì)胞的膜電位沒(méi)有明顯改變,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.179);當(dāng)濃度增加至20 μmol/L和40 μmol/L時(shí),顆粒細(xì)胞的膜電位明顯增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000和P=0.000);與20 μmol/L比較,40 μmol/L的顆粒細(xì)胞膜電位顯著增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)(圖4,n=3)。
2.5 Res降低了PCOS卵巢顆粒細(xì)胞內(nèi)caspase-3和caspase-9的酶活性和蛋白的表達(dá)
如圖5,溶劑DMSO組和5、20、40 μmol/L的caspase-3酶活性和caspase-9酶活性的相對(duì)值分別為:5.633 30±0.285 37、5.656 70±0.292 80、3.267±0.16010、2.803 30±0.148 15 及4.593 30±0.092 92、4.486 70±0.100 17、3.656 70±0.075 72、2.523 30±0.041 63,4 組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F1=120.383,P1=0.000;F2=420.981,P2=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較:與DMSO處理組比較,當(dāng)Res濃度為5 μmol/L時(shí),卵巢顆粒細(xì)胞的caspase-3酶活性和caspase-9酶活性沒(méi)有明顯改變,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.907、P2=0.145);當(dāng)濃度增加至20 μmol/L和40 μmol/L時(shí),顆粒細(xì)胞的凋亡明顯抑制,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.000、P2=0.000);與20 μmol/L 比較,40 μmol/L的顆粒細(xì)胞凋亡率明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.000、P2=0.027)。
如圖6,溶劑DMSO組和5、20、40 μmol/L的caspase-3和caspase-9蛋白表達(dá)的相對(duì)值分別為:0.911 670±0.015 500、0.917 330±0.012 633、0.557 670±0.011 015、0.298 330±0.017 243 及0.852 330±0.009 609、0.814 000±0.014 107、0.289 670±0.010 017、0.206 670±0.013 204,4 組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F1=1 319.732,P1=0.000;F2=2 448.086,P2=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較:與DMSO處理組比較,當(dāng)Res濃度為5 μmol/L時(shí),卵巢顆粒細(xì)胞的caspase-3和caspase-9蛋白表達(dá)沒(méi)有明顯改變,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.641、P2=0.704);當(dāng)濃度增加至20 μmol/L 和40 μmol/L 時(shí),顆粒細(xì)胞的蛋白表達(dá)明顯抑制,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.000、P2=0.000);與20 μmol/L比較,40 μmol/L的顆粒細(xì)胞凋亡率明顯減少,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P1=0.000、P2=0.000)。
3 討論
卵泡發(fā)育障礙既是PCOS 重要的臨床特征之一,也是PCOS主要的病理學(xué)改變。卵泡發(fā)育障礙多變現(xiàn)為多囊狀態(tài),卵巢皮質(zhì)增厚、黃體化內(nèi)鞘、基質(zhì)增生、多發(fā)小囊泡以及多發(fā)未成熟的卵泡[18]。卵泡主要由卵母細(xì)胞、顆粒細(xì)胞和卵泡膜細(xì)胞組成,其中,顆粒細(xì)胞是圍繞在卵母細(xì)胞周圍的一類體細(xì)胞,它與膜細(xì)胞相互作用是卵泡發(fā)育和維持正常功能的重要條件。顆粒細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)育,功能和數(shù)量的變化都直接影響著卵母細(xì)胞的發(fā)育、排卵、受精以及胚胎著床等過(guò)程,是卵泡發(fā)育的重要標(biāo)志。目前,在生殖醫(yī)學(xué)中評(píng)估卵母細(xì)胞質(zhì)量以及發(fā)育動(dòng)力學(xué)相關(guān)的信息量有限,加之獲取方式的局限性,而顆粒細(xì)胞的獲取相對(duì)容易,且對(duì)卵泡發(fā)育有著重要意義,因此評(píng)估顆粒細(xì)胞的形態(tài)和功能就顯得尤其重要。
線粒體是重要的細(xì)胞器之一,是物質(zhì)代謝和能量代謝的重要場(chǎng)所。線粒體富含于顆粒細(xì)胞中,它的數(shù)量、形態(tài)和功能不僅直接影響著顆粒細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、代謝、細(xì)胞周期以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等過(guò)程,還影響著卵母細(xì)胞和胚胎的質(zhì)量。線粒體一旦發(fā)生異??捎绊懻5念w粒細(xì)胞的功能,甚至導(dǎo)致顆粒細(xì)胞凋亡或死亡。研究已發(fā)現(xiàn),在PCOS模型中,顆粒細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了明顯的線粒體嵴腫脹、消失、膜破裂和空泡等變化,甚至還出現(xiàn)線粒體分裂與融合動(dòng)態(tài)失衡等。本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)注射氫表雄酮和諾和N構(gòu)建了PCOS的大鼠模型,并成功獲取了顆粒細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)顆粒細(xì)胞中存在著大量線粒體損傷的表現(xiàn):Mito Tracker Deep Red 染色后線粒體數(shù)量變少,質(zhì)量較小,且呈碎片狀;膜電位下降,發(fā)生去極化;顆粒細(xì)胞中ATP的生成量也下降,顆粒細(xì)胞的增殖率也降低。線粒體數(shù)量變少、質(zhì)量減小以及呈碎片狀是由于PCOS 造成了線粒體從正常的豆?fàn)钭兂汕驙睿⒊霈F(xiàn)線粒體嵴的斷裂、消失,甚至線粒體損失等;ATP生成量下降是由于線粒體的數(shù)量和形態(tài)的改變必然導(dǎo)致功能的改變,而能量代謝是線粒體的重要功能,ATP又是最重要能量形式,是生物體內(nèi)最直接的能量來(lái)源,因此ATP 生成必然下降。另外,線粒體是調(diào)控凋亡的重要場(chǎng)所,線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑也是真核細(xì)胞凋亡的重要途徑。一旦細(xì)胞線粒體受到損傷,其功能就會(huì)發(fā)生異常,比如引起氧化呼吸鏈的改變和活性氧等異常,進(jìn)而引起氧化應(yīng)激等導(dǎo)致凋亡的發(fā)生,表現(xiàn)為膜電位下降,與凋亡密切相關(guān)的caspase-3和caspase-9的酶活性和蛋白表達(dá)水平都處于高水平狀態(tài)。當(dāng)大量顆粒細(xì)胞發(fā)生凋亡后,其增殖也可能受到影響。
研究表明,多數(shù)植物提取物對(duì)PCOS動(dòng)物模型都有較明顯的治療效果,如姜黃素[19]、EGCG[20]等,這些化合物大多具有多機(jī)制、多靶點(diǎn)、低毒副作用,因此吸引了生殖醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)生的目光。Res也是一種天然的多酚類植物化合物,也可通過(guò)多靶點(diǎn)、多通路地發(fā)揮其廣泛的藥理作用[21-22]。大量研究證實(shí),Res可通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體功能而發(fā)揮其抗腫瘤[23]、抗免疫應(yīng)激[24]、抗急性損傷[25]等功能,但對(duì)PCOS的顆粒細(xì)胞的線粒體是否也具有保護(hù)功能卻報(bào)道甚少。本研究結(jié)果表明,Res作用于PCOS大鼠模型顆粒細(xì)胞后,顆粒細(xì)胞的增殖率明顯提升,且呈濃度依賴性。結(jié)果還表明,Res對(duì)顆粒細(xì)胞中線粒體的形態(tài)和功能都有明顯的改善作用:Mito Tracker Deep Red染色后發(fā)現(xiàn)線粒體的數(shù)量增加,質(zhì)量增加,其形態(tài)也從碎片狀恢復(fù)至條狀或管狀;隨著形態(tài)和數(shù)量的恢復(fù),線粒體的功能也有顯著改善,顆粒細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP量增多,線粒體介導(dǎo)的凋亡水平也受到了抑制,表現(xiàn)為線粒體去極化也逐漸減弱,膜電位得到提高,caspase-3和caspase-9的酶活性和蛋白表達(dá)水平都明顯降低。這說(shuō)明Res可抑制PCOS模型顆粒細(xì)胞線粒體損傷誘導(dǎo)的細(xì)胞的凋亡。
綜上所述,Res可通過(guò)改善PCOS卵巢顆粒細(xì)胞中線粒體的形態(tài)和功能,抑制線粒體損傷所誘導(dǎo)的凋亡,同時(shí)也促進(jìn)顆粒細(xì)胞的增殖,從而發(fā)揮其保護(hù)作用,這對(duì)深入探討Res在PCOS中發(fā)揮保護(hù)作用的機(jī)制具有重要的意義,但仍需要進(jìn)一步研究。
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(責(zé)任編輯:李青穎)
重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2024年3期