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左正宏教授课题组揭示内分泌干扰物诱发多囊卵巢综合征的新机制

日期: 2021-12-14

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,厦门大学生命科学学院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。

厦门大学生命科学学院左正宏教授为该文章的通讯作者,博士生陈明月同学和何承勇副教授为该文章的共同第一作者。感谢厦门大学附属成功医院生殖中心蒋晓明主任和蔡嘉力博士的支持。本项目得到国家自然科学基金(32071301,31971234),福建省自然科学基金(2020J01027)和中央重点项目名贵中药资源可持续利用能力建设(2060302)的支持。­

该期的封面为“鹊桥相会”。中国神话故事中的织女和牛郎分别代表卵母细胞和颗粒细胞,由银河(透明带)隔开。喜鹊(G-actin)搭成鹊桥(TZP)从而牛郎和织女得以交流,但是王母娘娘(代表EDC)前来破坏,王母手中的法杖释放出光波球(CaMKIIβ),砸中喜鹊并使喜鹊坠落,鹊桥无法搭建成功,牛郎织女从此被隔开,卵泡无法正常发育从而引起PCOS发生。

论文链接:https://www.thno.org/v12p0782.htm

(图/文 左正宏课题组)

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