中国医科大学学报  2018, Vol. 47 Issue (11): 961-963, 974

文章信息

刘洪祥, 赵彦楠, 霍佳宁, 李达, 马晓欣
LIU Hongxiang, ZHAO Yannan, HUO Jianing, LI Da, MA Xiaoxin
脱氢表雄酮联合高脂饮食诱导大鼠多囊卵巢综合征模型的研究
Effects of Dehydroepiandrosterone and High-fat Diet on Induction of a Rat Model of Polycystic Ovary Syndrome
中国医科大学学报, 2018, 47(11): 961-963, 974
Journal of China Medical University, 2018, 47(11): 961-963, 974

文章历史

收稿日期:2018-03-22
网络出版时间:2018-11-01 16:16
脱氢表雄酮联合高脂饮食诱导大鼠多囊卵巢综合征模型的研究
中国医科大学附属盛京医院妇产科, 沈阳 110004
摘要目的 通过比较脱氢表雄酮(DHEA)联合高脂饮食及单纯DHEA构建多囊卵巢综合征(PCOS)的大鼠模型,探究更理想的多囊卵巢大鼠的建模方法。方法 选取80只21日龄SD雌性大鼠,随机分为对照组、实验组和高脂饮食组3组,其中对照组及实验组大鼠各30只,高脂饮食组大鼠20只。从建模前后大鼠体质量增长、卵巢变化和血清性激素水平等指标进行模型评价。结果 实验组及高脂饮食组血清雄激素水平较对照组均有显著增高,符合多囊卵巢的临床表现。2种造模方法的实验组大鼠均表现出多囊样改变,囊性扩张的卵泡增多,其卵泡内卵母细胞消失,卵巢颗粒细胞层数减少至2~3层,囊状扩张卵泡数量比例明显增多。高脂饮食组大鼠卵巢多囊样改变及卵巢病理学变化较实验组更加显著。结论 DHEA联合高脂饮食构建大鼠模型是更加理想的PCOS动物造模方法。
关键词脱氢表雄酮    高脂饮食    多囊卵巢综合征模型    大鼠    
Effects of Dehydroepiandrosterone and High-fat Diet on Induction of a Rat Model of Polycystic Ovary Syndrome
Department of Obstetrics and Gynecology, Shengjing Hospital, China Medical University, Shenyang 110004, China
Abstract: Objective To investigate the effects of DHEA and DHEA associated with a high-fat diet on a rat model of PCOS. Methods Eighty female, 3-week-old SD rats were randomly allocated to one of three groups:control group (n=30), experimental group (n=30), and high-fat diet (HFD) group (n=20). After treatment for 8 weeks, the serum concentration of TESTO was determined. The pathological changes in the ovary were examined, and the body weight of the rats was measured every 3 days. Results The serum concentrations of TESTO in the experimental group and the HFD group were higher than those in the control group. More cystic follicles and thicker theca cells, together with fewer layers of granulosa cells, were observed in the experimental group and the HFD group. However, unlike in the experimental group, the changes in the HFD group were more obvious. Conclusion The combination of DHEA and an HFD can lead to the successful induction of a typical PCOS model in rats.

多囊卵巢综合症(polycystic ovary syndrome,PCOS)是引起育龄期女性内分泌失调及不孕的最重要原因,影响约5%~10%的育龄期女性[1-4]。尽快明确PCOS的发生、发展机制是进一步治疗的基础。由于在临床上获取多囊卵巢标本较为困难,限制了对该疾病发生、发展机制的基础研究,因此建立多囊卵巢动物模型对PCOS发病原因的研究以及指导临床的诊治有深远意义。鹿特丹专家会议推荐的多囊卵巢的诊断标准:(1)稀发排卵或无排卵;(2)高雄激素的临床表现和(或)高雄激素血症;(3)卵巢多囊性改变。符合上述3项中的2项即可诊断为PCOS。大多数模型具有卵巢多囊的形态改变,但理想的动物模型还应有稀发排卵和高雄血症的特点。PCOS的建模方法很多,但尚无一种能满足所有诊断标准的标准建模方法。本研究采用脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)皮下注射联合高脂饮食(high fat diet,HFD)建模,探究更理想的PCOS大鼠的造模方法。

1 材料与方法 1.1 实验动物及饲养条件

选取21日龄清洁级雌性SD大鼠80只,随机分为3组:对照组(n = 30)、实验组(n = 30)和HFD组(n = 20)。实验动物于中国医科大学本溪动物实验中心SPF级饲养,自由饮水、自由进食。饲养温度为20~24 ℃,饲养环境湿度为40%~60%,每日光照及黑暗时间各12 h。

1.2 构建动物模型

所有实验动物分组后适应性喂养3 d。将DHEA [60 mg/(kg·d)]溶于0.2 mL注射用油中[5-6]。对照组大鼠颈背部皮肤皮下注射0.2 mL注射用油,实验组大鼠颈背部皮肤皮下注射DHEA+注射用油0.2 mL,HFD组颈背部皮肤皮下注射DHEA+注射用油0.2 mL,同时喂以高脂饲料。

1.3 大鼠体质量监测

测量大鼠体质量并记录数值(3 d/次),监测大鼠体质量变化。3组大鼠在造模的第8周末晚禁食水,次日晨测量体质量。

1.4 大鼠血清激素水平测定

喂养8周后取材,取材前禁食水12 h。10%水合氯醛麻醉后腹主动脉取血,-4 ℃离心后取血清分装于EP管,-80 ℃冻存。应用放射免疫法测定睾酮水平。

1.5 大鼠卵巢质量测定及组织学检查

解剖双侧卵巢,去除卵巢表面的脂肪组织及其覆盖包膜,称量卵巢质量,称重后立即用生理盐水冲洗,置于4%多聚甲醛溶液中。常规脱水、石蜡包埋。每个蜡块分别以4 μm厚度切片多次,常规HE染色。

1.6 统计学分析

应用SPSS 22.0软件对实验数据进行统计学分析,计量资料以x±s表示,进行t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组大鼠实验前后体质量及血清睾酮含量变化

HFD组及实验组大鼠体质量与对照组大鼠相比,无统计学差异(P > 0.05)。HFD组与实验组均有明显高雄激素血症表现,血清中睾酮含量均较对照组有统计学差异(P < 0.05)。见表 1

表 1 各组大鼠体质量及睾酮水平比较 Tab.1 Animal weight and serum concentration of TESTO in each group
Item Control group Experimental group HFD group
Weight(g) 224.50±5.49 211.90±4.92 223.80±5.28
TESTO(ng/mL) 1.15±0.30 8.95±2.571) 5.36±1.821)
1)P < 0.05,compared with control group. TESTO,testosterone.

2.2 各组大鼠卵巢形态学变化

实验组和HFD组大鼠卵巢表面苍白,包膜增厚,可见囊状卵泡形成。其中HFD组囊状卵泡数量和卵泡数量比值较实验组变化更加明显。见表 2。对照组卵巢表面颜色红润,未见明显囊状卵泡突起。

表 2 实验组和HFD组大鼠卵巢形态学比较 Tab.2 Pathological changes in the ovaries of rats in the experimental group and the high-fat diet group
Group Cystic follicles Follicles Cystic follicles/follicles(%)
Experiment 152 356 43
HFD 134 231 581)
1)P < 0.05,compared with experiment group.

2.3 各组大鼠卵巢病理学变化

HFD组及实验组大鼠卵巢均可见明显囊性扩张的卵泡,其卵泡内卵母细胞消失,卵巢颗粒细胞层数减少至2~3层,囊状扩张卵泡数量明显增多。HFD组囊状卵泡与卵泡总数比值较实验组更大。对照组可见数个黄体及不同发育时期的卵泡,卵巢颗粒细胞层数为8~9层。见图 1

图 1 各组大鼠卵巢组织HE染色切片 Fig.1 Representative images of HE staining of ovarian sections from a single rat in each group

3 讨论

PCOS是影响育龄期女性最常见的内分泌疾病,近年来研究[1-2, 7]表明,该疾病与腹型肥胖、胰岛素抵抗、二型糖尿病等密切相关。有研究[6]表明,长期暴露于雄激素环境中,大鼠可以表现出典型的PCOS特点,包括肥胖、胰岛素抵抗这些代谢紊乱的表现及卵巢多囊样改变的病理生理特点。MIAO等[8]采用DHEA皮下注射成功构建起大鼠PCOS模型,且卵巢病理学改变及血清生化指标检验接近实际临床病例。本研究采用DHEA构建PCOS模型,其主要原理为在卵泡膜细胞上DHEA能促进睾酮经Δ4途径的合成,导致血睾酮水平升高,从而引起卵泡闭锁,无排卵。本研究中实验组及HFD组卵巢表面苍白且呈多囊性改变,闭锁卵泡直径增大,卵母细胞或放射冠缺失,颗粒细胞层数减少,白膜增厚,与国内外研究[1-2, 6-8]一致。然而在本研究中,实验组大鼠并没有表现出明显的体质量增长变化,导致这种现象发生的原因可能和饮食等环境因素有关。但也有文献[9]报道,DHEA可能会引起小鼠能量摄入降低,从而导致体质量减轻,肥胖女性口服DHEA-S可能通过将DHEA转换为雌激素降低脂肪含量增加而降低体质量[10]

研究[3]表明,在高脂饲养条件下,大鼠会发生代谢改变并加剧大鼠发生多囊卵巢样改变。有实验[11]证明,对大鼠喂以高脂饲料可加剧大鼠表现出肥胖、胰岛素抵抗和抑郁行为等症状,有文献[12]报道,饮食可以诱导肥胖小鼠血液中睾酮含量明显升高,AKAMINE等[13]给予大鼠HFD后,模型组腹膜后及性腺周围脂肪、胰岛素抵抗指数均明显升高,这些表现符合PCOS的一般表现及代谢特点。然而,单独应用HFD构建PCOS模型耗时久,在血清性激素水平和卵巢形态学改变方面不典型,因此HFD常与激素诱导联合应用。DHEA造模法具有明显的胰岛素抵抗这一特点[14]。因此,本研究在DHEA的基础上联合HFD构建大鼠PCOS模型。本研究中2种建模方法均成功构建出大鼠PCOS模型,2种造模方法的大鼠均表现出高雄激素血症,卵巢均发生多囊样改变,但DHEA联合HFD造模法较单纯DHEA造模法卵巢形态学及组织病理学变化更加显著。

综上所述,DHEA联合HFD构建PCOS大鼠模型在血清激素水平及组织病理学上变化更加明显,模型大鼠表现出不排卵及卵巢多囊样改变,是一种可靠的PCOS动物建模方法。

参考文献
[1]
CARMINA E, LOBO RA. Polycystic ovary syndrome (PCOS):arguably the most common endocrinopathy is associated with significant morbidity in women[J]. Clin Endocrinol Metab, 1999, 84(6): 1897-1899. DOI:10.1210/jcem.84.6.5803
[2]
GOODARZI MO, LOUWERS YV, TAYLOR KD, et al. Replication of association of a novel insulin receptor gene polymorphism with polycystic ovary syndrome[J]. Fertil Steril, 2011, 95(5): 1736-1741. DOI:10.1016/j.fertnstert.2011.01.015
[3]
倪倩倩, 朱梦娇, 姚根宏, 等. 高脂肪饮食诱导多囊卵巢综合症的表型改变的实验研究[J]. 医学研究生学报, 2014, 27: 116-119.
[4]
林莺, 张宏, 黄鸣清, 等. 来曲唑配合高脂膳食诱导胰岛素抵抗多囊卵巢综合症大鼠代谢表型的实验研究[J]. 中国现代医学杂志, 2016, 26(3): 9-13. DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.002
[5]
JANG M, LEE MJ, LEE JM, et al. Oriental medicine Kyung-Ok-Ko prevents and alleviates dehydroepiandrosterone-induced polycystic ovarian syndrome in rats[J]. PLoS One, 2014, 9(2): e87623. DOI:10.1371/journal.pone.0087623
[6]
ZHANG XL, ZHANG CW, SHEN S, et al. Dehydroepiandrosterone induces ovarian and uterine hyperfibrosis in female rats[J]. Hum Reprod, 2013, 28(11): 3074-3085. DOI:10.1093/humrep/det341
[7]
NORMAN RJ, HOMAN G, MORAN L, et al. Lifestyle choices, diet, and insulin sensitizers in polycystic ovary syndrome[J]. Endocrine, 2006, 30(1): 35-43. DOI:10.1385/ENDO:30:1:35
[8]
MIAO ZL, GUO L, WANG YX, et al. The intervention effect of rosiglitozone in ovarian fibrosis of PCOS rats[J]. Biomed Environ Sci, 2012, 25(1): 46-52. DOI:10.3967/0895-3988.2012.01.007
[9]
WRIGHT BE, SVEC F, POTER JR. Central effects of dehydroepiandrosterone in Zucker rats[J]. 1995, 19(12): 887-892.
[10]
GOMEZ-SANTOS C, LARQUE E, GRANERO E, et al. Dehydroepiandrosterone-sulphate replacement improves the human plasma fatty acid profile in plasma of obese women[J]. Steroids, 2011, 76(13): 1425-1432. DOI:10.1016/j.steroids.2011.07.011
[11]
RESSLER IB, GRAYSON BE, ULRICH-LAI YM, et al. Diet-induced obesity exacerbates metabolic and behavioral effects of polycystic ovary syndrome in a rodent model[J]. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2015, 308(12): 1076-1084. DOI:10.1152/ajpendo.00182.2014
[12]
WU S, DIVALL S, NWAOPARA A, et al. Obesity-induced infertility and hyperandrogenism are corrected by deletion of the insulin receptor in the ovarian theca cell[J]. Diabetes, 2014, 63(4): 1270-1282. DOI:10.2337/db13-1514
[13]
BOARD OF THE INTERNATIONAL MENOPAUSE SOCIETY, PINES A, STURDEE DW, et al. IMS updated recommendations on postmenopausal hormone therapy[J]. Climacteric, 2007, 10(3): 181-194. DOI:10.1080/13697130701361657
[14]
YAN Z, LEE GY, ANDERSON E. Influence of dehydroepiandrosterone on the expression of insulin-like growth factor-1 during cystogenesis in polycystic rat ovaries and in cultured rat granulose cells[J]. Biol Reprod, 1997, 57(6): 1509-1516. DOI:10.1095/biolreprod57.6.1509