亮氨酸对小鼠卵巢发育及寿命的影响

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目的:为了维持正常的生殖寿命,卵巢中的大部分原始卵泡保持在静止状态以供后来之需。近年来的研究表明,mTOR信号通路的激活可能会促进原始卵泡的发育和耗竭。本课题组的前期研究证实了肥胖可以激活mTOR信号通路,从而加速雌性大鼠及小鼠卵巢卵泡的发育与消耗。然而,同样作为mTOR激动剂的亮氨酸是否会影响卵巢卵泡的发育和储备目前还不清楚。本研究以成年雌性昆明小鼠为研究对象,用高脂饮食诱导的方法建立肥胖小鼠模型,对比观察亮氨酸对雌性小鼠卵泡发育和卵巢储备的影响以及对mTOR和SIRT1信号通路的调节作用。  方法:将30只成年雌性昆明小鼠随机分为对照(normal control,NC)组(自由摄食标准动物饲料,n=10)、亮氨酸( le uc ine,Le u)组(自由摄食添加了1.2%L-亮氨酸的标准动物饲料,n=10)、高脂(high-fat,HF)组(自由摄食脂肪含量为20%的特制动物饲料, n=10)。在进行3个月的HF组小鼠肥胖模型造模后,Leu组开始亮氨酸饮食干预8周。实验开始后每日记录小鼠摄食量并通过阴道涂片监测小鼠动情周期的变化,每周对体重变化进行监测。实验结束后,处死小鼠,取一侧卵巢进行苏木素-伊红染色观察并计数各级卵泡数量,另一侧卵巢通过定量PCR或者蛋白免疫印迹技术来检测mTOR信号和SIRT1信号通路中关键因子在mRN A和蛋白的表达水平。  结果:HF组小鼠的摄入能量、体重和内脏脂肪重量均显著高于其他组小鼠,而Leu组小鼠的摄入能量、体重和内脏脂肪重量与NC组没有统计学差异。Leu组和HF组小鼠的卵巢重量相近,并且都显著高于NC组,其中Leu组小鼠的卵巢/体重比也高于NC组。卵泡计数结果显示,Le u组和HF组小鼠卵巢中的健康卵泡数量均少于N C组,而闭锁卵泡数量均高于NC组;Leu组的黄体数和比例与HF组相接近,并且均显著高于NC组;Leu组的窦状卵泡数量与HF组相接近,并且均显著多于NC组,Leu组的窦状卵泡比例也高于NC组;Le u组和 HF组小鼠卵巢中的初级卵泡数量和比例,以及原始卵泡的数量和比例均显著少于NC组,其中 Leu组的原始卵泡数量和比例甚至比 HF组更低。QRT-PCR结果显示, Leu组和HF组小鼠卵巢中mTOR和P70S6K的mRNA表达水平均显著增加,而SIRT1和SIRT6降低;并且HF组中SIRT1和SIRT6的mRNA表达水平比Leu组更低。Western blot结果显示,Leu组小鼠卵巢中p-mTOR, p-mTOR/mTOR和p-P70S6K的蛋白表达水平显著增加,而 SIRT1和 SIRT6的蛋白表达水平显著降低;HF组中,mTOR, p-mTOR和p-P70S6K的蛋白表达水平也显著增加,而SIRT1和SIRT6的蛋白表达水平也显著降低;然而,Leu组中p-mTOR/mTOR的比值和SIRT1的蛋白表达水平均显著高于HF组。这些结果提示亮氨酸能激活卵巢卵泡发育,并且激活mTO R信号通路的作用可能比高脂饮食诱导的肥胖的作用更强。  结论:与高脂饮食诱导的肥胖作用类似,高亮氨酸饮食可以通过激活mTOR和抑制SIRT1信号调控通路,促进原始卵泡的发育与损耗,降低原始卵泡储备,从而缩短雌性小鼠的卵巢寿命,并可能发展为卵巢早衰(POF)。而且,亮氨酸激活原始卵泡发育的作用可能比高脂饮食诱导的肥胖作用更强。
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