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背景与目的:
多囊卵巢综合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)是不孕女性中最常见的内分泌紊乱性疾病之一,影响世界范围内约5-10%的育龄妇女。它主要表现为月经失调、不孕症,还常伴有多毛症、痤疮、肥胖和黑棘皮病;远期并发症如糖尿病、腹部肥胖、高胆固醇和高血压、心血管疾病及子宫内膜癌的风险明显增加。PCOS的病因仍不清楚。研究认为卵泡生长异常可能是引起PCOS不排卵及临床内分泌改变的病理基础。卵泡发育过程是由卵母细胞、颗粒细胞和卵泡膜细胞之间的通讯进行精确调控的。颗粒细胞为卵泡发育和卵母细胞成熟提供了合适的微环境,在卵巢卵泡发生中起着重要的作用。很多研究也发现颗粒细胞对卵泡发育也有明显的影响,其中包括多个信号通路例如Hedgehog(Hh)信号通路,WNT/β-catenin信号通路和MAPK/ERK信号通路等。
Hh信号通路对器官早期生长和发育起关键的调节作用。2005年Wijgerde等首次报道了来源于小鼠卵巢颗粒细胞的Hh信号通路。2007年Russell等报道颗粒细胞是Hh信号传导的目标之一。2017年JoAnneS等推测PCOS的异常卵泡发育和Hh信号通路影响相关。由此,探讨Hh信号通路和PCOS患者颗粒细胞之前可能存在的关系,可能对PCOS的发病机制有个新的认识。
方法:
我们在研究的第一部分,选择华大基因公司的BGIseq-500高通量基因测序平台,对PCOS患者颗粒细胞进行转录组测序,并进行差异基因表达分析。我们在研究的第二部分,用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR, qPCR)分析比较PCOS组和对照组颗粒细胞中Hh信号通路中的配体、受体、转录因子mRNA水平,验证第一部分的结果。我们在研究的第三部分,发现PCOS患者颗粒细胞凋亡受到Hh信号通路的调控,而在PCOS患者颗粒细胞中肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor,TNF-α)表达增加,随即qPCR分析验证了这一结果。用rVista2.0软件预测发现TNF-α和Hh信号通路转录因子Gli的关系并使用染色质免疫共沉淀验证了这一点。为了进一步证实这一现象,我们培养了PCOS患者颗粒细胞,利用Hh信号通路受体Smo的激动剂和抑制剂以发现对TNF-α表达的影响。
结果:
1、我们在研究的第一部分,PCOS组和对照组患者颗粒细胞的转录组测序,检测到296个上调的基因和377个下调的基因。并且,在我们的检测基因中,首次发现了Hh信号通路中Ihh和Ptch2在PCOS患者中的上调表达。
2、我们在研究的第二部分,一般情况比较中,PCOS组患者存在高LH、高TT水平;在IVF-ET治疗中,PCOS组患者MⅡ卵率和2PN受精率明显降低;qPCR检测发现PCOS组患者颗粒细胞中Ihh、Ptch1、Ptch2和Gli1、Gli2的mRNA水平明显高于对照组,提示Hh信号通路异常激活,验证第一部分的结果。
3、我们在研究的第三部分,发现PCOS患者颗粒细胞凋亡受到Hh信号通路的影响。再回顾第一部分RNA-seq数据,我们又有新的发现,在PCOS患者颗粒细胞中TNF-α表达增加,随即qPCR分析验证了这一结果。TNF-α是促进细胞凋亡的重要细胞因子,Hh信号通路是否是通过TNF-α来调节PCOS卵巢颗粒细胞的凋亡从而引起异常的卵泡发育了?为了证实这个猜测,我们用rVista2.0软件预测发现TNF-α上游具有Gli的结合位点BS,并使用染色质免疫共沉淀验证了这一点。为了进一步阐明这一现象,我们利用Hh信号通路受体Smo的激动剂和抑制剂发现TNF-α的mRNA水平随之发生改变。以上结果证明Hh信号通路能够通过Gli蛋白结合到TNF-α的启动子区域,并调控TNF-α的转录活性。由此,在PCOS组患者中,Hh信号通路通过调控TNF-α的表达来影响颗粒细胞的凋亡,可能是引起PCOS异常卵泡发育的机制之一。
结论:
1.Hh信号通路Ihh和Ptch2在PCOS患者颗粒细胞中上调表达。
2.Hh信号通路在PCOS患者颗粒细胞中异常激活。
3.Hh信号通路通过调节TNF-α的表达来影响颗粒细胞的凋亡,可能是引起PCOS异常卵泡发育的机制之一。
多囊卵巢综合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)是不孕女性中最常见的内分泌紊乱性疾病之一,影响世界范围内约5-10%的育龄妇女。它主要表现为月经失调、不孕症,还常伴有多毛症、痤疮、肥胖和黑棘皮病;远期并发症如糖尿病、腹部肥胖、高胆固醇和高血压、心血管疾病及子宫内膜癌的风险明显增加。PCOS的病因仍不清楚。研究认为卵泡生长异常可能是引起PCOS不排卵及临床内分泌改变的病理基础。卵泡发育过程是由卵母细胞、颗粒细胞和卵泡膜细胞之间的通讯进行精确调控的。颗粒细胞为卵泡发育和卵母细胞成熟提供了合适的微环境,在卵巢卵泡发生中起着重要的作用。很多研究也发现颗粒细胞对卵泡发育也有明显的影响,其中包括多个信号通路例如Hedgehog(Hh)信号通路,WNT/β-catenin信号通路和MAPK/ERK信号通路等。
Hh信号通路对器官早期生长和发育起关键的调节作用。2005年Wijgerde等首次报道了来源于小鼠卵巢颗粒细胞的Hh信号通路。2007年Russell等报道颗粒细胞是Hh信号传导的目标之一。2017年JoAnneS等推测PCOS的异常卵泡发育和Hh信号通路影响相关。由此,探讨Hh信号通路和PCOS患者颗粒细胞之前可能存在的关系,可能对PCOS的发病机制有个新的认识。
方法:
我们在研究的第一部分,选择华大基因公司的BGIseq-500高通量基因测序平台,对PCOS患者颗粒细胞进行转录组测序,并进行差异基因表达分析。我们在研究的第二部分,用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR, qPCR)分析比较PCOS组和对照组颗粒细胞中Hh信号通路中的配体、受体、转录因子mRNA水平,验证第一部分的结果。我们在研究的第三部分,发现PCOS患者颗粒细胞凋亡受到Hh信号通路的调控,而在PCOS患者颗粒细胞中肿瘤坏死因子-α(TumorNecrosisFactor,TNF-α)表达增加,随即qPCR分析验证了这一结果。用rVista2.0软件预测发现TNF-α和Hh信号通路转录因子Gli的关系并使用染色质免疫共沉淀验证了这一点。为了进一步证实这一现象,我们培养了PCOS患者颗粒细胞,利用Hh信号通路受体Smo的激动剂和抑制剂以发现对TNF-α表达的影响。
结果:
1、我们在研究的第一部分,PCOS组和对照组患者颗粒细胞的转录组测序,检测到296个上调的基因和377个下调的基因。并且,在我们的检测基因中,首次发现了Hh信号通路中Ihh和Ptch2在PCOS患者中的上调表达。
2、我们在研究的第二部分,一般情况比较中,PCOS组患者存在高LH、高TT水平;在IVF-ET治疗中,PCOS组患者MⅡ卵率和2PN受精率明显降低;qPCR检测发现PCOS组患者颗粒细胞中Ihh、Ptch1、Ptch2和Gli1、Gli2的mRNA水平明显高于对照组,提示Hh信号通路异常激活,验证第一部分的结果。
3、我们在研究的第三部分,发现PCOS患者颗粒细胞凋亡受到Hh信号通路的影响。再回顾第一部分RNA-seq数据,我们又有新的发现,在PCOS患者颗粒细胞中TNF-α表达增加,随即qPCR分析验证了这一结果。TNF-α是促进细胞凋亡的重要细胞因子,Hh信号通路是否是通过TNF-α来调节PCOS卵巢颗粒细胞的凋亡从而引起异常的卵泡发育了?为了证实这个猜测,我们用rVista2.0软件预测发现TNF-α上游具有Gli的结合位点BS,并使用染色质免疫共沉淀验证了这一点。为了进一步阐明这一现象,我们利用Hh信号通路受体Smo的激动剂和抑制剂发现TNF-α的mRNA水平随之发生改变。以上结果证明Hh信号通路能够通过Gli蛋白结合到TNF-α的启动子区域,并调控TNF-α的转录活性。由此,在PCOS组患者中,Hh信号通路通过调控TNF-α的表达来影响颗粒细胞的凋亡,可能是引起PCOS异常卵泡发育的机制之一。
结论:
1.Hh信号通路Ihh和Ptch2在PCOS患者颗粒细胞中上调表达。
2.Hh信号通路在PCOS患者颗粒细胞中异常激活。
3.Hh信号通路通过调节TNF-α的表达来影响颗粒细胞的凋亡,可能是引起PCOS异常卵泡发育的机制之一。