关键词:
多囊卵巢综合征
吴茱萸次碱
YAP
凋亡
线粒体
摘要:
多囊卵巢综合征(Polycystic Ovarian Syndrome,PCOS)是一种在育龄妇女中常见的内分泌紊乱和代谢异常性疾病,严重影响着女性的生殖健康。PCOS的临床表现多样,常表现为不育、高雄激素血症、多毛、痤疮以及卵巢多囊样变化,同时也可伴随有肥胖症和胰岛素抵抗等代谢疾病。目前,临床上尚未有统一的治疗方案及特效药物,治疗原则以对症治疗为主。吴茱萸次碱(Rutaecarpine,RUT)是从传统中药吴茱萸提取出的有效成分之一,具有抗炎、抗氧化、改善肥胖等多种生物学功能。关于RUT在PCOS发生中的作用,目前尚未见报到。
在本研究中,我们通过皮下注射脱氢表雄酮(Dehydroepiandrosterone,DHEA)建立PCOS小鼠模型,用RUT对小鼠进行处理,观察小鼠的发情周期、卵巢形态、血清激素水平等的变化来探讨RUT的作用。分离培养小鼠卵巢颗粒细胞(Granulosa Cells,GCs),经DHEA诱导的GCs用RUT进行处理,探讨RUT对PCOS的调节机制。
研究结果显示,RUT可恢复PCOS小鼠的发情周期,减少卵巢中囊状卵泡的数量,并修复小鼠激素分泌的紊乱,表明RUT对PCOS小鼠具有良好的治疗效果。进一步研究发现,PCOS小鼠的卵巢组织凋亡水平显著升高,RUT能逆转PCOS小鼠卵巢组织的高凋亡水平,提示RUT可能是通过减轻PCOS小鼠卵巢的凋亡水平发挥调节作用。
为了进一步探讨RUT对PCOS的调节机理,我们使用RUT对GCs进行处理,发现RUT可降低GCs的凋亡率。根据相关研究,RUT可与芳香烃受体(Ah R)发生特异性结合,通过分子对接模拟显示,结合位置存在两个氢键,结合能是-8.2 kcal/mol。随后在添加了Ah R抑制剂CH-223191的情况下检测了GCs的凋亡与内分泌水平,结果表明,CH-223191可阻碍RUT对DHEA处理的GCs内分泌功能及凋亡的改善,提示RUT对GCs分泌功能及凋亡的调节作用由Ah R所介导。进一步研究发现,经RUT治疗的PCOS小鼠和GCs的Hippo通路发生变化,RUT可提高YAP在PCOS小鼠卵巢和GCs中的转录活性,而且这种效应可被CH-223191特异性拮抗。为进一步探究YAP在其中发挥的作用,用YAP抑制剂维替泊芬(Verteporfin,VP)处理GCs。发现VP可阻断RUT对GCs中Ca2+浓度的下调。内质网是细胞内的Ca2+库,我们检测了内质网Ca2+的释放,结果表明RUT可通过YAP调控内质网Ca2+释放。线粒体相关内质网膜(MAMs)是一个存在于线粒体和内质网中间的膜结构,对MAMs进行检测后发现,RUT可通过YAP调控MAMs的含量。
线粒体是细胞内参与能量代谢的重要细胞器,线粒体中Ca2+浓度的平衡对于维持细胞的能量代谢以及信号转导发挥着重要作用。GCs经RUT处理后,线粒体内的Ca2+浓度得到显著下降,VP的加入可拮抗RUT的效应,在使用细胞内Ca2+螯合剂BAPTA-AM处理后,GCs的线粒体内的Ca2+浓度显著下降。线粒体功能障碍可导致细胞凋亡的发生,由于RUT可改善GCs的凋亡,因此我们检测了线粒体相关指标。GCs经RUT处理后,ATP水平和线粒体膜电位显著增加,使用VP后可减弱这种改善,但VP的效果可被BAPTA-AM阻断。进一步研究发现,RUT可减少P-Drp1蛋白的表达,增加Mfn1和Opa1蛋白的表达,RUT可阻止线粒体的分裂并促进线粒体的融合,降低线粒体的碎片化程度,VP可阻断这种效应,但添加BAPTA-AM可减弱VP的效应。
综上所述,本研究表明,RUT对PCOS具有良好的治疗效果。RUT与Ah R结合后,通过YAP调控细胞内MAMs结构的产生,降低了线粒体的Ca2+过载,改善了线粒体的功能,减轻了GCs的凋亡,恢复了GCs的内分泌功能。本研究可为进一步探明PCOS的发病机制、PCOS治疗方法的建立及动物繁殖率的提高等提供理论依据。