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卵巢储备低下(Diminished Ovarian Reserve,DOR)是指月经初潮年龄正常或稍延迟、有正常第二性征发育的女性,产生有效卵母细胞的能力减弱,卵巢功能障碍,引起卵巢反应性、女性生育能力下降,性激素水平变化等类围绝经期的症状。DOR是导致女性不孕的重要病因之一,对女性生殖健康构成了很大的威胁。既往有关DOR的研究主要集中于寻找出可预测、评估卵巢功能的有效指标,而关于DOR发病的确切机制研究甚少。影响卵巢储备功能的因素有女性年龄、体重指数、初潮年龄、月经规律情况、遗传免疫等内在因素和感染、妇科手术、放化疗、心理环境因素等外在因素。DOR在组织器官、分子、基因各级水平上的研究,均涉及卵巢颗粒细胞的凋亡。生长期卵泡中颗粒细胞大量发生凋亡,继而会发生卵泡闭锁,诱发卵母细胞的凋亡发生。卵巢颗粒细胞凋亡是DOR的根本始动诱因,也是一直以来DOR病因学的研究重点。 Sigma-1受体是机体内一种重要跨膜蛋白,在诸多组织器官中都有表达。既往研究主要集中于其在多种退行性病变中的保护作用,被认为是一种衰老相关蛋白。近年来,越来越多的研究发现Sigma-1受体在疾病相关的细胞信号转导、调控胞内离子通道稳态、拮抗应激损伤及促进细胞再生等多个方面起到发挥保护效应。多项研究支持激活Sigma-1受体能够拮抗功能细胞凋亡老化,参与内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS)调控,是多种退行性疾病治疗的靶向蛋白。卵巢是女性对老化最为敏感的器官,DOR作为一种非典型的退行性疾病,目前尚无Sigma-1受体与卵巢储备关系的报道,推测Sigma-1受体可能参与女性卵巢退行性病变,在DOR疾病发展进程中发挥效应。本文主要分为以下几个部分: 第一部分 Sigma-1受体在卵巢中的表达及其与卵巢储备的关系 目的:检测Sigma-1受体在卵巢组织、体外受精(In vitro fertilization,IVF)助孕患者血浆、卵泡液及颗粒细胞中表达情况,并结合临床资料,探讨血浆、卵泡液中Sigma-1受体表达量与女性卵巢储备之间的相关性。 方法:选择病理科存档的正常卵巢切片及成熟雌性昆明白小鼠卵巢进行免疫组织化学(Immunohi stochemistry,IHC)染色,观察Sigma-1受体在人、小鼠卵巢组织中的表达情况。结合患者临床资料,将在郑州大学人民医院生殖医学中心接受促性腺激素释放激素拮抗剂(Gonadrotropin Releasing Hormone Antagonist,Gn-ant)促排卵方案IVF治疗的女性,分为卵巢储备正常(Normal Ovarian Reserve,NOR)组和DOR组。常规方法抽取患者血浆,取卵手术当日取第一管清亮卵泡液待测,并使用淋巴细胞分离液提取剩余卵泡液中的卵巢颗粒细胞。随后使用酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked Immunosorbent Assay,ELISA)及流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)定量测定两组患者血浆、卵泡液及颗粒细胞中Sigma-1受体蛋白水平,并进行血浆、卵泡液中Sigma-1受体表达量与患者临床资料间的相关性分析。 结果:1.Sigma-1受体表达于人和小鼠的卵巢组织,在黄素化卵巢颗粒细胞中表达量较高。 2.DOR患者卵巢颗粒细胞、血浆及卵泡液中Sigma-1受体蛋白表达量均低于NOR女性,有统计学意义。 3.患者血浆、卵泡液中Sigma-1受体表达量与血抗苗勒管激素(Anti-mullerian Hormone,AMH)水平、获卵数及可利用胚胎数存在正相关,与基础卵泡刺激素(Follicle-Stimulating Hormone,FSH)、女性年龄存在负相关。 结论:Sigma-1受体在卵巢组织广泛表达,参与卵巢功能的调节,其低表达与DOR发生相关。Sigma-1受体表达水平在一定程度上反映了女性卵巢反应性,可作为一种潜在的卵巢储备标志物。 第二部分 Sigma-1受体影响DOR患者颗粒细胞凋亡的机制探索 目的:从影响卵巢颗粒细胞凋亡角度,探讨Sigma-1受体与DOR发生之间的关系。 方法:首先使用FCM检测不同卵巢储备患者颗粒细胞的凋亡水平,随后采用定量聚合酶链式反应(Quantitative Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)检测两组患者颗粒细胞中ERS、凋亡相关基因mRNA的表达水平。最后使用质粒瞬时转染的方法作用于KGN卵巢颗粒细胞,实现SIGMAR1基因的过表达/敲减,探索Sigma-1受体对颗粒细胞中ERS及凋亡相关基因的表达水平的影响。 结果:1.DOR患者与正常女性相比,卵巢颗粒细胞中Sigma-1受体表达差异有统计学意义,其表达量下降伴随着颗粒细胞凋亡率的增高。 2.DOR患者卵巢颗粒细胞中与ERS密切相关的基因BIP、CHOP、ATF4、ATF6mRNA表达水平高于NOR女性,SIGMAR1表达水平低于正常女性,有统计学意义。 3.构建SIGMAR1过表达/敲减质粒瞬时转染KGN细胞模型后,SIGMAR1敲减KGN细胞呈现出同上类DOR患者颗粒细胞的基因mRNA表达趋势,SIGMAR1过表达KGN细胞呈现出与SIGMAR1敲减的KGN细胞相反的mRNA表达情况。 结论:Sigma-1受体与ERS相关的卵巢颗粒细胞凋亡有关,可能通过影响ATF6/ATF4-CHOP-ERS信号通路调控颗粒细胞的凋亡。 第三部分 DHEA发挥类Sigma-1受体激动剂效应对卵巢颗粒细胞内质网应激凋亡通路的影响 目的:探讨内源性Sigma-1受体激动剂脱氢表雄酮(Dehydroepiandrosterone,DHEA)影响卵巢颗粒细胞ERS凋亡的可能机制,为解释临床工作中DHEA改善DOR患者预后的机理提供理论依据。 方法:使用毒胡萝卜素(Thapsigargin,TG)诱导KGN细胞发生ERS,后使用经典Sigma-1受体激动剂PRE-084及DHEA培养已发生ERS-凋亡的KGN细胞,观察药物处理后细胞凋亡水平及ERS-凋亡相关基因表达水平的变化。并结合患者临床资料探讨DHEA在DOR患者治疗中的有效性。 结果:1.使用1μmol/L TG处理的能够有效诱导KGN细胞ERS的发生,细胞凋亡率显著增加。 2.与单纯TG诱导的KGN细胞相比,再添加PRE-084/DHEA培养的两组KGN细胞均出现凋亡率降低,ERS-凋亡相关基因BIP、CHOP、ATF4、ATF6mRNA表达水平下降,有统计学意义。 3.临床数据显示DOR患者规律服用DHEA能够提高可利用胚胎数,降低周期取消率,有统计学意义。 结论:DHEA在已经发生ERS凋亡的KGN细胞中发挥类Sigma-1受体激动剂作用,DHEA活化Sigma-1受体可能通过调控ATF6/ATF4-CHOP-ERS通路改善卵巢颗粒细胞内ERS相关的凋亡。