पॉलीसिस्टिक अंडाशय सिंड्रोम का अध्ययन करने के लिए एक Hyperandrogenic माउस मॉडल
Summary
हम एक दुबला पीसीओ के विकास का वर्णन dihydrotestosterone गोली के साथ माउस मॉडल की तरह पीसीओ के pathophysiology का अध्ययन करने के लिए और इन पीसीओ से वंश-बांध की तरह.
Abstract
Hyperandrogenemia प्रजनन और चयापचय समारोह में महिलाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और पॉलीसिस्टिक अंडाशय सिंड्रोम की पहचान है । एक दुबला पीसीओ की तरह माउस मॉडल है कि पीसीओ के साथ महिलाओं की नकल का विकास नैदानिक सार्थक है. इस प्रोटोकॉल में, हम इस तरह के एक मॉडल का वर्णन । एक 4 mm लंबाई DHT (dihydrotestosterone) क्रिस्टल पाउडर गोली डालने से (गोली की कुल लंबाई 8 मिमी है), और यह मासिक की जगह, हम एक पीसीओ का उत्पादन करने में सक्षम हैं-सीरम dht के स्तर के साथ माउस मॉडल की तरह 2 गुना अधिक चूहों से प्रत्यारोपित नहीं dht के साथ (नहीं-dht). हम शरीर के वजन और शरीर की संरचना को बदलने के बिना प्रजनन और चयापचय रोग मनाया । जबकि बांझपन का एक उच्च स्तर का प्रदर्शन, इन पीसीओ के एक छोटे सबसेट की तरह महिला चूहों गर्भवती हो और उनके वंश देरी यौवन और वयस्कों के रूप में वृद्धि हुई टेस्टोस्टेरोन दिखा सकते हैं । इस पीसीओ की तरह दुबला माउस मॉडल पीसीओ और इन पीसीओ की तरह बांधों से वंश की pathophysiology का अध्ययन करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है.
Introduction
Hyperandrogenism पॉलीसिस्टिक अंडाशय सिंड्रोम (पीसीओ) की पहचान NIH मानदंड और एण्ड्रोजन अतिरिक्त और पीसीओ (एई-पीसीओ) सोसायटी के अनुसार है । पीसीओ के साथ महिलाओं को कठिनाई गर्भवती हो रही है और गर्भावस्था जटिलताओं का खतरा बढ़ गया है1. यहां तक कि अगर वे गर्भवती हो, उनकी महिला वंश एक प्रतिकूल स्वास्थ्य परिणाम2,3है । पशु मॉडल विभिंन रणनीतियों4,5,6,7,8,9,10,11 का उपयोग कर विकसित किया गया है , 12 और प्रदर्शन पीसीओ की कई सुविधाओं (डिंबक्षरण, और या बिगड़ा ग्लूकोज और इंसुलिन सहिष्णुता) बढ़ी हुई शरीर के वजन और बढ़े हुए adipocyte आकार और वृद्धि हुई adipocyte वजन के साथ जुड़े मोटापे के साथ. पीसीओ अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है कि पशु मॉडल का उत्पादन करने के लिए दो प्रमुख रणनीतियों रहे हैं । एक एण्ड्रोजन के उच्च स्तर के साथ सीधे उपचार है (exogenous एण्ड्रोजन इंजेक्शन/सम्मिलन) या परोक्ष रूप से (जैसे aromatase अवरोध करनेवाला के साथ एस्ट्रोजन के लिए एण्ड्रोजन रूपांतरण अवरुद्ध) जन्म के बाद13. एक और14,15 वंश का अध्ययन करने के लिए हमल के दौरान एण्ड्रोजन के भ्रूण hyperexposure द्वारा है । उदाहरण के लिए, रीसस बंदर16,17, भेड़18से महिला वंश, और अंतर्गर्भाशयी अवधि के दौरान एण्ड्रोजन के पुरुष स्तर को उजागर कुतर-जैसे लक्षण जीवन में बाद में विकसित । इन मॉडलों काफी ऊंचा एण्ड्रोजन प्रभाव की हमारी समझ में वृद्धि हुई है, और भ्रूण प्रोग्राम, और गर्भाशय पर्यावरण प्रभाव । हालांकि, इन मॉडलों की अपनी सीमाएं हैं: 1) पशु मोटापा विकसित और यह इसलिए मोटापा प्रेरित प्रजनन और चयापचय रोग से hyperandrogenemia के प्रभाव को अलग करने के लिए मुश्किल है; 2) गर्भावस्था से पहले, पीसीओ के साथ महिलाओं को पहले से ही एण्ड्रोजन के उच्च स्तर का प्रदर्शन, इस प्रकार अंडाणुओं निषेचन से पहले एण्ड्रोजन अतिरिक्त करने के लिए उजागर किया गया है; 3) टेस्टोस्टेरोन की औषधीय खुराक (टी) या dihydrotestosterone (DHT) जन्म के बाद या गर्भ के दौरान इस्तेमाल किया पीसीओ के एण्ड्रोजन वातावरण को प्रतिबिंबित नहीं कर सकते हैं. टेस्टोस्टेरोन और dht के स्तर डिम्बग्रंथि फुफ्फुसीय द्रव और/या सीरम में मापा गया है, और टेस्टोस्टेरोन और dht के स्तर हैं १.५ से ३.९ गुना उच्च पीसीओ के साथ महिलाओं में5,19,20,21 ,२२,२३ की तुलना में अप्रभावित महिलाएँ हैं. हम एक वयस्क माउस मॉडल बनाया23,24,25 कि 4mm की लंबाई के साथ एक गोली की प्रविष्टि से पुरानी DHT जोखिम की दीक्षा के दो हफ्तों के भीतर प्रजनन और चयापचय रोग विकसित क्रिस्टल DHT पाउडर (गोली की कुल लंबाई 8 मिमी है) । इस मॉडल के बारे में 2 गुना उच्च (2xDHT के रूप में संदर्भित) dht उपचार के बिना नियंत्रण चूहों की तुलना में है कि सीरम DHT का स्तर पैदा करता है । 2xDHT चूहों बेसल सीरम एस्ट्राडियोल, टेस्टोस्टेरोन, LH के परिवर्तन का प्रदर्शन नहीं है और मोटापा विकसित नहीं है, और इसी तरह डिंबग्रंथि वजन, कोलेस्ट्रॉल के सीरम स्तर, नि: शुल्क फैटी एसिड, लेप्टिन, TNFα और IL-623,24, 25 के सापेक्ष भी नियंत्रण के लिए ३.५ महीने DHT प्रविष्टि23,24,25के बाद । इसके अतिरिक्त, महिलाओं है कि पहले से ही पीसीओ की सुविधाओं को विकसित किया है संभोग द्वारा, हम15वंश के चयापचय और प्रजनन स्वास्थ्य पर एक hyperandrogenic मातृ पर्यावरण के प्रभाव का अध्ययन कर सकते हैं ।
इस नए प्रतिमान (NIH के लिए प्रासंगिक और एई-पीसीओ सोसायटी मानदंड) मॉडल पीसीओ के साथ महिलाओं के उन लोगों के लिए एण्ड्रोजन के अपेक्षाकृत समान स्तर का उत्पादन द्वारा रोग 2-से 3 गुना उच्च टेस्टोस्टेरोन या DHT अप्रभावित महिलाओं की तुलना में स्तर । हालांकि, इस मॉडल नित्य exogenous dht द्वारा बनाए रखा है और नहीं क्रमादेशित अंतर्जात hyperandrogenism से एक बार dht वापस ले लिया है । इस अनुच्छेद के समग्र लक्ष्य 1 पर ध्यान केंद्रित करने के लिए) कैसे DHT गोली बनाने के लिए है; 2) कैसे माउस मॉडल की तरह एक दुबला-पीसीओ उत्पन्न करने के लिए; 3) इन बांधों से महिला वंश का मूल्यांकन करने के लिए रणनीति । अन्य माप और phenotypes का आकलन इस पांडुलिपि में संबोधित नहीं कर रहे हैं, लेकिन5,15,23,24,25,26में पाया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
Hyperandrogenism पीसीओ की एक प्रमुख विशेषता है । सीरम dht के स्तर (दो गुना में dht चूहों में अधिक नहीं-dht चूहों) इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया पिछले अध्ययनों में अंय जांचकर्ताओं द्वारा सूचित उन से कम है और आनुपातिक<sup class…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा समर्थित किया गया था (अनुदान R00-HD068130 करने के लिए S.W.) और बाल्टीमोर मधुमेह अनुसंधान केंद्र: पायलटों और व्यवहार्यता अनुदान (करने के लिए S.W.).
Materials
| Crystalline 5α-DHT powder | Sigma-Aldrich | A8380-1G | ||
| Dow Corning Silastic tubing | Fisher Scientific | 11-189-15D | 0.04in/1mm inner diameter x0.085in/2.15mm outer diameter | |
| Medical adhesive silicone | Factor II, InC. | A-100 | ||
| Goggles, lab coats, gloves and masks. | ||||
| 10 µL pipette tips without filter | USA Scientific | 11113700 | ||
| Microscope slide for smear | Fisher Scientific | 12-550-003 | ||
| Diff Quik for staining cells | Fisher Scientific | NC9979740 | ||
| Lancet | Fisher Scientific | NC9416572 | ||
| 3 mL Syring | Becton, Dickinson and Company (BD), | 30985 | ||
| attached needle: 20G | BD | 305176 | ||
| Ruler: any length than 10cm with milimeter scale. | ||||
| Xylazine | Vet one AnnSeA LA, MWI, Boise | NDC13985-704-10 | 100mg/ml | |
| Ketamine Hydrochloride | Hospira, Inc | NDC 0409-2051-05 | 100mg/ml | |
| Surgical staple | AutoClip® System, Fine Science Tool | 12020-00 | ||
| Insulin syringe | BD | 329461 | 1/2 CC, low dose U-100 insulin syringe | |
| Trochar | Innovative Research of America | MP-182 | ||
| Microscope | Carl Zeiss Primo Star | 415500-0010-001 | Germany | |
| Ear punch | Fisher Scientific | 13-812-201 | ||
| Testosterone rat/mouse ELISA kit | IBL | B79174 | ||
| DHT ELISA kit | Alpha Diagnostic International | 1940 | ||
| One touch ultra glucometer | Life Scan, Inc. | |||
| One touch ultra test stripes | Life Scan, Inc. | |||
| Eppendorf tube | Fisher Scientific | 05-402-18 | ||
| Razor blade | Fisher Scientific | 12-640 | ||
| Clidox | Fisher Scientific | NC0089321 | ||
| surgical underpad | Fisher Scientific | 50587953 | 
|
|
| Betadine Antiseptic Solution | Walgreens | |||
| 3M Vetbond (n-butyl cyanoacrylate) | 3M Science. Applied to Life | |||
| Animal tattoo ink paste | Ketchum manufacturing Inc. | Brockville, Ontario, Canada | ||
| Scale | Ohaus Corporation | HH120D | Pine Brook, NJ | |
| Electronic digital caliper | NEIKO Tools USA | 01407A | available from Amazon |
References
- Palomba, S., de Wilde, M. A., Falbo, A., Koster, M. P., La Sala, G. B., Fauser, B. C. Pregnancy complications in women with polycystic ovary syndrome. Hum. Reprod. Update. 21 (5), 575-592 (2015).
- Doherty, D. A., Newnham, J. P., Bower, C., Hart, R. Implications of polycystic ovary syndrome for pregnancy and for the health of offspring. Obstet. Gynecol. 125 (6), 1397-1406 (2015).
- de Wilde, M. A., et al. Cardiovascular and Metabolic Health of 74 Children From Women Previously Diagnosed With Polycystic Ovary Syndrome in Comparison With a Population-Based Reference Cohort. Reprod. Sci. , (2018).
- Caldwell, A. S., et al. Characterization of reproductive, metabolic, and endocrine features of polycystic ovary syndrome in female hyperandrogenic mouse models. Endocrinology. 155 (8), 3146-3159 (2014).
- van Houten, E. L., Kramer, P., McLuskey, A., Karels, B., Themmen, A. P., Visser, J. A. Reproductive and metabolic phenotype of a mouse model of PCOS. Endocrinology. 153 (6), 2861-2869 (2012).
- Cardoso, R. C., Puttabyatappa, M., Padmanabhan, V. Steroidogenic versus Metabolic Programming of Reproductive Neuroendocrine, Ovarian and Metabolic Dysfunctions. Neuroendocrinology. 102 (3), 226-237 (2015).
- Dumesic, D. A., Abbott, D. H., Padmanabhan, V. Polycystic ovary syndrome and its developmental origins. Rev. Endocr. Metab Disord. 8 (2), 127-141 (2007).
- Kauffman, A. S., et al. A Novel Letrozole Model Recapitulates Both the Reproductive and Metabolic Phenotypes of Polycystic Ovary Syndrome in Female Mice. Biol Reprod. 93 (3), 69 (2015).
- Kelley, S. T., Skarra, D. V., Rivera, A. J., Thackray, V. G. The Gut Microbiome Is Altered in a Letrozole-Induced Mouse Model of Polycystic Ovary Syndrome. PLoS One. 11 (1), e0146509 (2016).
- Kafali, H., Iriadam, M., Ozardali, I., Demir, N. Letrozole-induced polycystic ovaries in the rat: a new model for cystic ovarian disease. Arch. Med. Res. 35 (2), 103-108 (2004).
- Maliqueo, M., Benrick, A., Stener-Victorin, E. Rodent models of polycystic ovary syndrome: phenotypic presentation, pathophysiology, and the effects of different interventions. Semin. Reprod. Med. 32 (3), 183-193 (2014).
- Yanes, L. L., et al. Cardiovascular-renal and metabolic characterization of a rat model of polycystic ovary syndrome. Gend. Med. 8 (2), 103-115 (2011).
- Kauffman, A. S., et al. A Novel Letrozole Model Recapitulates Both the Reproductive and Metabolic Phenotypes of Polycystic Ovary Syndrome in Female Mice. Biol. Reprod. 93 (3), 69 (2015).
- Filippou, P., Homburg, R. Is foetal hyperexposure to androgens a cause of PCOS?. Hum. Reprod. Update. 23 (4), 421-432 (2017).
- Wang, Z., Shen, M., Xue, P., DiVall, S. A., Segars, J., Wu, S. Female Offspring From Chronic Hyperandrogenemic Dams Exhibit Delayed Puberty and Impaired Ovarian Reserve. Endocrinology. 159 (2), 1242-1252 (2018).
- Abbott, D. H., Barnett, D. K., Bruns, C. M., Dumesic, D. A. Androgen excess fetal programming of female reproduction: a developmental aetiology for polycystic ovary syndrome?. Hum. Reprod. Update. 11 (4), 357-374 (2005).
- Abbott, D. H., Dumesic, D. A., Franks, S. Developmental origin of polycystic ovary syndrome – a hypothesis. J. Endocrinol. 174 (1), 1-5 (2002).
- Padmanabhan, V., Veiga-Lopez, A. Sheep models of polycystic ovary syndrome phenotype. Mol. Cell. Endocrinology. 373 (1-2), 8-20 (2013).
- Pierre, A., et al. Dysregulation of the Anti-Mullerian Hormone System by Steroids in Women With Polycystic Ovary Syndrome. J. Clin. Endocrinol. Metab. 102 (11), (2017).
- Dumesic, D. A., et al. Hyperandrogenism Accompanies Increased Intra-Abdominal Fat Storage in Normal Weight Polycystic Ovary Syndrome Women. J. Clin. Endocrinol. Metab. 101 (11), 4178-4188 (2016).
- Fassnacht, M., Schlenz, N., Schneider, S. B., Wudy, S. A., Allolio, B., Arlt, W. Beyond adrenal and ovarian androgen generation: Increased peripheral 5 alpha-reductase activity in women with polycystic ovary syndrome. J. Clin. Endocrinol. Metab. 88 (6), 2760-2766 (2003).
- Dikensoy, E., Balat, O., Pence, S., Akcali, C., Cicek, H. The risk of hepatotoxicity during long-term and low-dose flutamide treatment in hirsutism. Arch. Gynecol. Obstet. 279 (3), 321-327 (2009).
- Ma, Y., et al. Androgen Receptor in the Ovary Theca Cells Plays a Critical Role in Androgen-Induced Reproductive Dysfunction. Endocrinology. , en20161608 (2016).
- Andrisse, S., et al. Low Dose Dihydrotestosterone Drives Metabolic Dysfunction via Cytosolic and Nuclear Hepatic Androgen Receptor Mechanisms. Endocrinology. , en20161553 (2016).
- Andrisse, S., Billings, K., Xue, P., Wu, S. Insulin signaling displayed a differential tissue-specific response to low-dose dihydrotestosterone in female mice. Am. J. Physiol.Endocrinol. Metab. 314 (4), E353-E365 (2018).
- van Houten, E. L., Visser, J. A. Mouse models to study polycystic ovary syndrome: a possible link between metabolism and ovarian function?. Reprod. Biol. 14 (1), 32-43 (2014).
- Caligioni, C. S. Assessing reproductive status/stages in mice. Curr. Protoc. Neurosci. , (2009).
- Wu, S., et al. Conditional knockout of the androgen receptor in gonadotropes reveals crucial roles for androgen in gonadotropin synthesis and surge in female mice. Mol. Endocrinol. 28 (10), 1670-1681 (2014).
- Nelson, J. F., Felicio, L. S., Randall, P. K., Sims, C., Finch, C. E. A longitudinal study of estrous cyclicity in aging C57BL/6J mice: I. Cycle frequency, length and vaginal cytology. Biol. Reprod. 27 (2), 327-339 (1982).
- Dinger, K., et al. Intraperitoneal Glucose Tolerance Test, Measurement of Lung Function, and Fixation of the Lung to Study the Impact of Obesity and Impaired Metabolism on Pulmonary Outcomes. Journal of Visualized Experiments. (133), (2018).
- Nilsson, M. E., et al. Measurement of a Comprehensive Sex Steroid Profile in Rodent Serum by High-Sensitive Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry. Endocrinology. 156 (7), (2015).
- McNamara, K. M., Harwood, D. T., Simanainen, U., Walters, K. A., Jimenez, M., Handelsman, D. J. Measurement of sex steroids in murine blood and reproductive tissues by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 121 (3-5), 611-618 (2010).
- Klein, S. L., Bird, B. H., Glass, G. E. Sex differences in Seoul virus infection are not related to adult sex steroid concentrations in Norway rats. J. Virol. 74 (17), 8213-8217 (2000).
- Siracusa, M. C., Overstreet, M. G., Housseau, F., Scott, A. L., Klein, S. L. 17beta-estradiol alters the activity of conventional and IFN-producing killer dendritic cells. J. Immunol. 180 (3), 1423-1431 (2008).
