多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome, PCOS)是一种常见的生殖功能障碍与代谢异常并存的内分泌紊乱综合征,在世界范围内育龄妇女中发病率约10%-20%,但机制尚未明确。PCOS发生发展与环境污染物密切相关,研究内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals, EDCs)诱发PCOS的过程、效应、阈值及机制,对于污染物控制、毒性机制理解以及PCOS疾病的干预和治疗等方面具有重要科学意义和社会价值。
卵泡是女性生殖的基本功能单位,由生殖系卵母细胞和卵泡体细胞组成。透明带是一种蛋白质基质,它将卵母细胞从周围的称为颗粒细胞(granulosa cell,GC)的体细胞中分离出来。通过富含肌动蛋白丝(fibros actin, F-actin)的伪足样跨透明带结构(transzonal projections, TZP)与卵母细胞保持接触。因卵母细胞缺乏糖酵解和胆固醇代谢,其生长发育依赖于颗粒细胞产生的代谢产物,并通过TZP转移到卵母细胞。近日,我室左正宏教授及何承勇副教授研究团队《Theranostics》上发表论文,发现TZP的破坏会影响卵泡发育,进而导致多囊卵巢综合征的发生发展。
本研究首先用典型环境内分泌干扰物三丁基锡(tributyltin, TBT)暴露SD大鼠诱导PCOS模型,并用天然多酚白藜芦醇(resveratrol, RSV)进行干预。研究发现TBT暴露会使大鼠体内钙调蛋白激酶IIβ(calcium-/calmodulin-dependent protein kinase II beta, CaMKIIβ)水平上调,过多的CaMKIIβ会与球状肌动蛋白单体(globular actin, G-actin)结合,使其不能顺利合成F-actin,影响卵母细胞-颗粒细胞间双向通讯,卵泡发育受阻从而导致PCOS。RSV干预可以激活钙离子通路,上调的钙离子使CaMKIIβ磷酸化并从G-actin上解离下来,使得肌动蛋白单体可以继续合成F-actin来修复细胞间通讯。另外,通过高通量基因表达数据库(GEO)分析及临床样本检测,发现在人群中PCOS患者的CAMK2B基因表达水平高于健康人群,并且其纤毛合成及细胞间通讯相关通路受损。该研究发现过多CaMKIIβ抑制TZP形成参与了PCOS的病理过程,RSV可激活CaMKIIβ以维持TZP正常合成,为将来的PCOS治疗提供了新靶点。