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目的探讨卵泡液金属元素与卵巢储备功能减退发病之间的关联,并进一步通过细胞实验及动物实验探究砷暴露对卵巢类固醇激素合成的影响及其机制。方法第一部分卵泡液金属元素与DOR的关联性研究采用以医院为基础的病例-对照研究,收集2019年1月至2020年12月在我校附属省妇幼保健院行辅助生殖技术的DOR患者及对照组的临床基础数据和卵泡液。ICP-MS检测卵泡液中21种金属元素含量;主成分分析用于观察一般聚类趋势和异常值;正交偏最小二乘判别分析用于验证PCA模型并识别各组之间浓度不同的元素;Person相关检验各金属元素之间的相关关系;单因素及多因素Logistic回归分析分析金属元素与DOR之间的关联;多重线性回归分析卵泡液金属元素与血清激素水平的相关性。第二部分砷暴露对人卵巢颗粒细胞类固醇激素合成的影响分离2019年1月至2020年12月在我校附属妇幼保健院行辅助生殖技术的非卵巢性不孕患者的卵巢颗粒细胞,用0、0.5、1、2和4μM亚砷酸钠染毒24 h后,CCK8检测细胞增殖活力;ELISA检测培养液中孕酮和雌二醇水平;RT-PCR和Western blot测定人卵巢颗粒细胞类固醇激素合成相关基因m RNA及蛋白水平。第三部分断乳至性成熟期砷暴露对大鼠卵巢类固醇激素合成的影响及机制探讨40只清洁级初断乳雌性Wistar大鼠,21日龄,体重(49.8±4.7)g。按体重随机分成4组,每组10只,经水暴露亚砷酸钠0、2、10和50 ppm至性成熟。35日龄时,进行阴道涂片检测大鼠的动情周期。干预结束后取卵巢称重并计算脏器系数;HE染色观察卵巢组织学变化并计算各级卵泡构成比;ELISA测定血清E2和P4水平;RT-PCR和Western blot测定卵巢类固醇激素合成相关基因的m RNA和蛋白表达水平;RT-PCR测定DNMTs的m RNA表达水平;BSP检测SF-1基因启动子区的DNA甲基化水平。结果第一部分卵泡液金属元素与DOR的关联性研究病例组年龄较大,血清FSH水平高于对照组(P<0.05),但T和AMH水平低于对照组(P<0.05);病例组卵泡液中As、Mo、Sr和Ca含量显著高于对照组(P<0.05),Cu、Zn、Ti、Cr、Mg和Fe含量显著低于对照组(P<0.05);Pearson相关分析结果显示,卵泡液中多种金属元素之间存在线性相关关系;PCA和OPLS-DA分析结果表明,病例组卵泡液中的金属元素轮廓发生了显著的变化,VIP>1的金属元素有:Sr、Mg、Zn、Cu、As和Mo;单因素及多因素Logistic回归分析结果表明,卵泡液中As、Sr和Ca与DOR发病风险有关。第二部分砷暴露对人卵巢颗粒细胞类固醇激素合成的影响人卵巢颗粒细胞砷暴露24 h后,各剂量组的E2水平均显著下降,但P4水平无明显改变;与对照组相比,2μM和4μM组的HSD3β1显著下调(P<0.05);2μM和4μM亚砷酸砷暴露会显著降低人卵巢颗粒细胞St AR和CYP11A1的蛋白表达(P<0.05)。第三部分断乳至性成熟期砷暴露对大鼠卵巢类固醇激素合成的影响及其机制断乳至性成熟期砷暴露后,高剂量组卵巢脏器系数显著下降,且中剂量组的子宫脏器系数显著上升(P<0.05);砷暴露对大鼠的阴道开放时间无显著影响(P>0.05),但会显著改变大鼠的动情周期,具体表现为延长中、高剂量组的动情前期(P<0.05),缩短中剂量组的动情间期(P<0.05),并显著延长高剂量组的动情周期总时长(P<0.05);各剂量组的卵泡构成比发生明显的改变(χ2=115.03)。与对照组相比,高剂量组的原始卵泡构成比显著降低(2.85%vs.7.79%),此外,各剂量组的有腔卵泡以及闭锁卵泡呈现剂量依赖的下降(11.11%vs.19.20%,9.11%vs.19.20%及5.07%vs.19.20)和上升(56.41%vs.43.60%,57.35%vs.57.35%及66.09%vs.43.60%),差异均具有统计学意义(P<0.001)中、高剂量砷暴露可以显著提高大鼠血清E2水平,且呈现显著的剂量-反应关系(Ptrend<0.001);与对照组相比,中、高剂量组的St AR和HSD3β1的m RNA表达显著下调(P<0.001),各剂量组的CPY19A1和SF-1 m RNA水平均显著降低(P<0.001);与对照组相比,各剂量组的St AR蛋白表达水平均显著性升高(P<0.05),并呈现出明显的剂量关系(Ptrend<0.001);中、高剂量组的CYP17A1、HSD3β1和SF-1蛋白表达显著上升(P<0.05);与对照组相比,低、高剂量组DNMT3a的m RNA表达水平显著升高(P<0.05)。此外,高剂量组的DNMT3b的m RNA表达也显著上升(P<0.05),但DNMT1在各剂量组中均无显著改变(P>0.05);各剂量组的SF-1启动子区总DNA甲基化水平分别为65.71%、60.38%、68.00%以及72.38%,经χ2检验分析后发现低、高剂量组的DNA甲基化率与对照组之间存在显著差异(χ2=1.918,P=0.001),主要表现为高剂量在+17bp位点的甲基化水平显著升高(P<0.05),低剂量在-184bp位点的甲基化水平显著降低。结论1.DOR患者血清激素水平发生显著改变,且其卵泡液金属谱与正常女性之间存在显著的差别,这些具有显著性差异的金属可能与DOR的发病及其血清激素紊乱有关;2.砷暴露可通过影响类固醇激素合成关键酶的表达,进而影响人卵巢颗粒细胞类固醇激素的合成;3.SF-1是砷暴露致类固醇激素合成障碍的重要靶点;高剂量砷可通过显著提高SF-1启动子区的DNA甲基化水平来降低SF-1的m RNA表达,但SF-1可能存在转录后的调控机制使得其蛋白表达显著上升,从而促进卵巢E2的分泌,最终导致卵泡池的过早损耗;低、中剂量组可能通过其他途径来影响SF-1的表达。