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多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome,PCOS)是常见的妇科疾病,全球患病率介于4%-21%之间。PCOS可影响女性整体健康的多个方面,是无排卵性不孕的最常见原因;PCOS患者怀孕后,其妊娠期糖尿病、先兆子痫、巨大胎儿和围产期死亡率的发病率显著高于对照人群。此外,PCOS可以影响女性精神与情志。因此,研究PCOS的疾病特征及致病机理对于中国PCOS人群的预防和治疗具有重要意义。既往研究显示PCOS是遗传、环境和生活方式等多因素相互作用的结果。然而目前尚无针对PCOS的普遍治疗。PCOS的病因也未完全阐明。卵巢高雄激素血症、卵巢卵泡发育障碍、胰岛素抵抗、神经内分泌、线粒体突变和功能障碍、遗传变异等都被认为与PCOS有关。长链非编码 RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于 200 nt的非蛋白质编码RNA,广泛表达于包括人类在内的各种生物中,参与调节肿瘤发生与发展、心肌肥大、心肌梗死、心衰、骨发育、骨平衡等病理过程。近年来的研究显示lncRNA参与调节妇科肿瘤、子宫内膜异位症等妇科疾病过程。在PCOS病人中,一些研究基于芯片的方法报道和验证了卵丘细胞、颗粒细胞、卵泡液和卵巢组织中差异表达的lncRNA,揭示了一些lncRNA在PCOS中的功能。但是目前仍缺乏基于高通量测序的PCOS患者lncRNA表达谱。卵泡是生殖系统的基本单位,颗粒细胞作为卵泡的重要细胞,可通过改变微环境影响卵泡的发育。由于卵巢卵泡生长抑制是PCOS的特征之一,而PCOS病理条件下颗粒细胞的lncRNA整体表达谱仍缺乏相应数据;同时,lncRNA在PCOS中的功能仍有待进一步的研究,因此研究卵巢颗粒细胞的lncRNA组学信息可能会对明确PCOS的发病机制以及改善PCOS的不孕结局将提供重要认识。在本研究中,我们首先通过高通量测序手段揭示PCOS患者颗粒细胞中的lncRNA表达谱信息,之后利用qPCR验证了差异表达的lncRNAs表达筛选出关键分子lnc-SNX30-2:1,之后对其与辅助生殖结局的相关性进行了分析并利用卵巢颗粒细胞系KGN为模型初步探讨了 lnc-SNX30-2:1的生物学功能及临床意义,为阐明PCOS的发病机制提供了新见解。第一部分 PCOS不孕患者卵巢颗粒细胞IncRNA表达谱分析目的利用RNA-sequencing(RNA-seq)技术筛选在PCOS不孕患者卵巢颗粒细胞中差异表达的lncRNA。方法1.收集郑州大学人民医院生殖中心5例PCOS不孕患者做为研究组及5例同期输卵管性因素不孕患者的颗粒细胞做为对照组,提取研究组和对照组总RNA,利用RNA-seq的方法,比较两组患者lncRNA的表达水平。2.基于RNA-seq测序结果,用聚类热图展示研究组即PCOS组(n=5)和对照组即非PCOS组(n=5)不孕症患者的颗粒细胞间lncRNA表达谱差异并筛选差异表达的lncRNA。3.预测差异表达lncRNAs的候选靶基因,对其进行GO富集分析、KEGG富集分析。4.构建lncRNA-miRNA-mRNA互作网络,对差异表达lncRNAs的可能功能及调节网络进行预测。5.利用qPCR检测差异表达前10位lncRNAs(其中与增殖和凋亡相关的差异上调4个,差异下调2个)的表达情况,筛选出与测序结果一致的lncRNA。结果1.RNA-seq 共检测到 13867 条 lncRNA。依据 log2(fold change)≥1 且FDR<0.001的标准,共计筛选出275条PCOS患者组(对比对照组)差异表达的lncRNA。其中,125条表达上调,150条表达下调。2.对差异表达的lncRNAs进行GO分析显示它们主要分布在细胞组分和生物过程的GO条目上。3.进一步进行KEGG通路富集分析,结果显示差异表达的lncRNAs主要富集在 PI3K/AKT、MAPK(mitogen-activated protein kinases,MAPK)等细胞增殖和凋亡相关的信号通路上。4.lncRNA-miRNA-mRNA互作网络显示差异表达的lncRNA调控网络包含一系列增殖和凋亡功能相关的miRNA和mRNA。5.差异性表达前10位的lncRNAs中,qPCR结果验证增殖和凋亡功能相关的lnc-SNX30-2:1在PCOS不孕患者卵巢颗粒细胞中显著下调。结论PCOS不孕患者卵巢颗粒细胞lncRNA的表达谱与正常对照存在差异。差异表达的lncRNA的靶基因主要富集在PI3K/AKT、MAPK等细胞增殖和凋亡相关的信号通路上。Lnc-SNX30-2:1是PCOS不孕患者卵巢颗粒细胞的增殖与凋亡功能相关的候选关键lncRNA。第二部分 Lnc-SNX30-2:1功能分析目的探讨lnc-SNX30-2:1在PCOS不孕患者中的表达特征以及其与临床可能的相关关系。并对其生物学功能进行初步探究。方法1.选取在郑州大学人民医院生殖中心行体外授精-胚胎移植的26例PCOS不孕症患者及29例同期输卵管性不孕症患者为研究对象,收集两组的临床资料,HCG日血清和取卵日颗粒细胞,比较两组患者的临床资料和lnc-SNX30-2:1的表达水平。2.在KGN细胞株中过表达lnc-SNX30-2:1,使用MTS,流式细胞术检测lnc-SNX30-2:1过表达后细胞的增殖能力,细胞凋亡水平和细胞周期分布。3.预测lnc-SNX30-2:1靶基因,进行GO分析、KEGG分析并绘制lnc-SNX30-2:1-miRNA-mRNA网络互作图,以预测其生物学功能。结果1.QPCR检测显示lnc-SNX30-2:1在PCOS患者卵巢颗粒细胞与血清中均表达下调。2.对PCOS患者进行临床分组,HCG日血清lnc-SNX30-2:1的表达与左、右窦状卵泡数成负相关(r=-0.385,P<0.05;r=-0.402,P<0.05),与 HCG日FSH水平成正相关(r=0.352,P<0.05);lnc-SNX30-2:1高表达组获卵总数(18.10±2.865和10.36±1.785,P<0.05)和正常卵裂胚胎数显著高于低表达组(9.727±1.349 和 5.600±1.439,P<0.05)。3.MTS实验与流式细胞学检测发现,卵巢颗粒细胞中lnc-SNX30-2:1过表达可促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进G1向S期转换。4.对lnc-SNX30-2:1的靶基因进行GO、KEGG分析发现卵巢颗粒细胞中lnc-SNX30-2:1的调控网络主要富集在增殖、凋亡、周期和代谢相关的分子和信号通路。结论PCOS不孕患者血清和卵巢颗粒细胞中lnc-SNX30-2:1的表达相比正常组显著下调。功能分析发现lnc-SNX30-2:1具有促进颗粒细胞增殖、抑制颗粒细胞凋亡、促进G1向S期转化的生物学功能,可能通过调控颗粒细胞的增殖、周期和凋亡相关信号通路介导PCOS的发生发展。