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背景和目的人血浆中睾酮约66%与性激素结合球蛋白(SHBG)结合,32%与白蛋白结合,只有2%处于游离状态,并且只有游离的雄激素具有生物活性。因此,循环SHBG水平是睾酮代谢清除率的主要决定因素。SHBG主要在肝脏中表达并分泌进入血液,调控血液雄激素水平;除了肝脏外,卵巢中也有少量表达,调控卵巢局部雄激素水平,影响女性生殖功能。女性多囊卵巢综合征(PCOS)患者70%-80%临床表现为高雄激素血症,并且PCOS患者较非PCOS患者血清SHBG水平较低。虽有假设提出雄激素抑制SHBG的表达,但具体机制仍不清楚。已有研究报道核转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)可抑制SHBG的表达,肝细胞转录因子(HNF-4α)可促进SHBG的表达,并且PPARy和HNF-4α都受腺苷酸单磷酸激活蛋白激酶(AMPK)的调控。本研究探讨雄激素/雄激素受体(AR)激活与AMPK活化以及PPARy和HNF-4α的表达与肝脏和卵巢SHBG表达间是否存在联系。方法和结果1.首先用雄激素受体激动剂双氢睾酮(DHT)和雄激素受体拮抗剂氟他胺(flutamide)处理人肝癌细胞株HepG2和正常肝细胞株LO2以及卵巢颗粒癌细胞株KGN,验证雄激素对SHBG表达和分泌的作用,并验证AMPK磷酸化以及PPARy和HNF-4α表达是否发生改变。实验结果表明:与空白对照组和DF组相比DHT处理LO2、HepG2和KGN后SHBG在L02和KGN中表达增多、培养基中分泌升高,但在HepG2中表达降低、分泌减少;p-AMPK表达在LO2、HepG2和KGN中均上调,HNF-4α蛋白表达在LO2、HepG2和KGN中均无明显变化;PPARy在LO2中表达减少,但在HepG2和KGN中表达增多。2.为了验证AMPK活化后,SHBG、PPARy和HNF-4α的表达分泌变化是否与DHT处理后的结果一致,用AMPK激动剂AICAR和AMPK拮抗剂Compound-C处理上述细胞株。实验结果表明:与空白对照组和Compound-C组相比,AICAR处理后SHBG在LO2和KGN中表达增多、分泌升高,但在HepG2中表达降低、分泌减少;PPARγ在LO2和KGN中表达减少,但在HepG2中表达增多;HNF-4α蛋白表达在HepG2和KGN中均无明显变化。实验结果与DHT处理后一致。另外与对照组和AICAR组相比,Compound-C处理后HNF-4α在L02中表达减少。3.为了验证雄激素对肝脏和卵巢颗粒细胞SHBG表达调控在机体内是否与体外细胞水平结果一致。我们选取21日龄雌性SD大鼠,每天皮下注射脱氢表雄酮(DHEA)构建PCOS模型,对照组注射等剂量的油剂。连续注射35天后,WB方法检测肝脏SHBG、p-AMPK、PPARy和HNF-4α的蛋白表达情况,免疫组化方法检测卵巢颗粒细胞中SHBG和PPARγ的蛋白表达情况,ELISA方法检测血清SHBG水平。实验结果表明:与对照组相比HA组肝脏SHBG表达减少,p-AMPK、PPARy表达增加,HNF-4α表达无明显变化;卵巢颗粒细胞中SHBG表达增加,PPARy表达增加,HNF-4α表达无明显变化;血清SHBG水平减低。结论1.雄激素/AR信号通路激活后对不同的细胞具有不同的效应。在LO2和KGN中促进SHBG的表达和分泌,但在HepG2中抑制SHBG的表达和分泌。2.雄激素/AR信号通路通过激活AMPK活化,在LO2中抑制了 PPARy蛋白的表达从而减弱了 PPARγ对SHBG表达的抑制作用,使得SHBG在L02中的表达和分泌增加;在HepG2中促进了 PPARy蛋白的表达增强了 PPARγ对SHBG表达的抑制作用,使得SHBG在HepG2中表达和分泌减少。3.肝SHBG表达和分泌在体内和体外存在差异。高雄激素模型中肝SHBG表达减少,AMPK磷酸化水平升高,PPARy表达增加,与体外HepG2细胞实验结果一致。4.卵巢颗粒细胞SHBG的表达在体内与体外一致,雄激素处理后均促进SHBG的表达。