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目的:通过建立哺乳期、青春前期不同营养状态雌鼠模型,研究营养对雌鼠性发育的影响,进一步研究性发育与KiSS-1/Kisspeptin及GnRH、Ghrelin系统之间可能存在的调节机制,有望阐明哺乳期、青春前期不同营养状态对性发育影响的分子机制。
方法:1日龄SD大鼠随机分为6组(21日龄断奶):A组(持续营养过剩组)哺乳期2只仔鼠由1只母鼠哺育,断奶后饲以高脂饲料;B组(哺乳期营养过剩组)哺乳期2只仔鼠由1只母鼠哺育,断奶后饲以普通饲料;C组(青春前期营养过剩组) 哺乳期10只仔鼠由1只母鼠哺育,断奶后饲以高脂饲料;D组(营养适中组,即正常对照组) 哺乳期10只仔鼠由一只母鼠哺育,断奶后饲以普通饲料;E组(哺乳期营养不良组) 哺乳期20只仔鼠由一只母鼠哺育,断奶后饲以普通饲料;
F组(持续营养不良组) 哺乳期20只仔鼠由一只母鼠哺育,断奶后饲以低脂饲料。于35日龄及42日龄,每组各处死20只动物。观察各组阴门开启时间,分别利用原位杂交、Western Blot及免疫组织化学方法,检测不同发育阶段各组雌鼠下丘脑KiSS-1mRNA/Kisspeptin、GnRH及Ghrelin表达情况。
结果:
(1) 哺乳期不同营养状态比较,即B组(哺乳期营养过剩组)、D组(营养适中组,即正常对照组)和E组(哺乳期营养不良组)三组比较:B组阴门开启时间明显提前(与D组比较P<0.01),E组雌鼠阴门开启时间明显滞后(与D组比较P<0.01);35日龄时B组GnRH 阳性神经元数明显增高(与D组比较P<0.05),GnRH 阳性纤维密度也明显升高,下丘脑KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin 表达明显高于D组(P<0.01);E组GnRH 阳性神经元数、下丘脑KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin 表达明显低于D组(P<0.05);42日龄时B组和D组下丘脑GnRH 均高表达,GnRH阳性神经元计数及GnRH 阳性神经元百分率两组比较均无统计学差异(P>0.05),E组下丘脑GnRH 表达量增高,但仍低于B组和D组(P<0.05);B组KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin 表达降低,明显低于此时高表达的D组和E组(P<0.05)。
(2) 哺乳期及青春前期不同营养状态比较,即A组(持续营养过剩组)、D组(营养适中组)和F组(持续营养不良组)三组比较:A组阴门开启时间明显提前于D组(P<0.01),F组雌鼠阴门开启时间明显滞后于D组(P<0.01);35日龄时A组下丘脑GnRH 阳性神经元、KiSS-1mRNA阳性神经元及Kisspeptin 表达显著高于D组(P<0.01),F组则显著低D组(P<0.01);42日龄时A组和D组下丘脑GnRH 高表达,且两组之间差异无统计学意义(P>0.05),F组下丘脑GnRH 表达仍显著低于A组和D组(P<0.01);D组和F组KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin 表达显著增高,明显高于此时表达降低的A组(P<0.05)。
(3) C组(青春前期营养过剩组)、B组(哺乳期营养过剩组)和D组(营养适中组)三组比较:C组阴门开启先于D组(P<0.01),落后于B组(P<0.01);35日龄C组与B组、C组与D组GnRH 阳性神经元表达比较均无统计学差异(P>0.05),C组与B组KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin 表达无统计学差异(P>0.05)均高于D组(P<0.05);42日龄三组下丘脑GnRH 神经元均高表达(P>0.05),KiSS-1 mRNA 阳性神经元计数及Kisspeptin表达C组高于B组(P<0.05),与D组比较无统计学差异(P>0.05)。
(4)哺乳期不同营养状态各组下丘脑Ghrelin 表达比较,即B组(哺乳期营养过剩组)、D组(营养适中组)和E组(哺乳期营养不良组)三组比较:35日龄B组下丘脑Ghrelin 表达受抑,低于D组和E组(P<0.05),E组Ghrelin 高表达;42日龄B组下丘脑Ghrelin 表达较35日龄增高,此时D组和E组表达受抑。说明体质量与Ghrelin 表达趋势相反,体质量高Ghrelin 低表达,反之依然;同时说明性发育对Ghrelin 表达有影响。
结论:
(1) 哺乳期及青春前期营养状态越好,阴门开启越早,性发育越早,反之阴门开启延迟,性发育落后。青春前期营养状态比哺乳期营养状态对阴门开启时间的影响小。
(2) 哺乳期及青春前期营养状态越好,下丘脑KiSS-1 mRNA 阳性神经元及Kisspeptin 表达量增多时间越早,同时下丘脑GnRH 阳性神经元表达量增多时间也越早;反之,则越晚。性启动初期不同营养状态雌鼠KiSS-1 mRNA 及Kisspeptin 表达水平无差异。下丘脑KiSS-1 mRNA/Kisspeptin 在性发育启动之初高表达,而性发育启动之后进入动情周期则表达下调。
(3)下丘脑KiSS-1 mRNA/Kisspeptin 表达增多,先于GnRH 表达增多,先于阴门开启。
(4) 营养状态是下丘脑Ghrelin 表达的负反馈调节因素,营养过剩下丘脑Ghrelin 表达受抑,营养不良下丘脑Ghrelin 表达增高。推测性启动初期下丘脑Ghrelin 表达受抑,且与营养状态无关。