多嚢胞性卵巣症候群を研究するハイパーアンドロゲン マウス モデル
Summary
PCOS とこれらの PCOS のようなダムから子孫の病態を検討するジヒドロテストステロン ペレット リーン PCOS のようなマウス モデルの開発について述べる.
Abstract
Hyperandrogenemia は女性の生殖、代謝機能に重要な役割を果たしているし、多嚢胞性卵巣症候群の特徴であります。PCOS をもつ女性を模したリーン PCOS のようなマウス モデルの開発は臨床的に意味があります。このプロトコルでは、このようなモデルについて述べる.DHT (ジヒドロテストステロン) 結晶粉末ペレットの 4 mm 長さを挿入することによって (ペレットの長さの合計は 8 mm)、それを毎月交換して血中 DHT レベル 2 倍ない DHT (いいえ DHT) で移植したマウスより高いと PCOS のようなマウスのモデルを生成することがおります。体重と体組成を変更することがなく生殖、代謝不全を見ました。不妊症の高度を示す、これらの PCOS のような雌マウスの小さなサブセットは妊娠して得ることができる、彼らの子孫は、大人として思春期遅発症、増加したテストステロンを表示します。PCOS のような無駄のないマウス PCOS とこれらの PCOS のようなダムから子孫の病態を検討する有用なツールです。
Introduction
検索は、NIH の基準に従って多嚢胞性卵巣症候群 (PCOS) とアンドロゲン過剰な PCOS (AE PCOS) 社会の特徴です。PCOS をもつ女性は妊娠しにくいがあるし、1妊娠合併症のリスクを増加しています。妊娠する場合でも、彼らの女性の子孫は、健康への悪影響成果2,3を持っています。動物モデルは、様々 な戦略4,5,6,7,8,9,10,11を使用して開発されています。,12 PCOS (無排卵、または障害者の血糖、インスリン耐性) の体重増加と肥満肥大脂肪細胞サイズと重量は増加した脂肪細胞に関連付けられている機能の多くを展示します。PCOS を研究に使用される動物のモデルを生産する 2 つの主要な方法があります。13出生後治療高レベルのアンドロゲン直接 (外因性アンドロゲン注射/挿入) または直接 (アンドロゲンへの変換エストロゲン アロマターゼ阻害剤をブロック) などであります。別は、アンドロゲンの胎児 hyperexposure 妊娠14,15中に子孫を勉強します。たとえば、アカゲザル16,17、羊18、および子宮内胎児期アンドロゲン男性レベルにさらされる齧歯動物からの女性の子孫は、人生の後半 PCOS のような形質を開発します。これらのモデルは大幅上昇アンドロゲン効果と胎児のプログラミングや子宮環境への影響の理解を強化しました。ただし、これらのモデルは独自の制限があります: 1) 動物が肥満を開発し、生殖性肥満や代謝不全; から hyperandrogenemia の効果を分離するは困難です2) 妊娠前に PCOS をもつ女性は既にアンドロゲンの高レベルを示す、従って卵子は受精; 前に過剰なアンドロゲンにさらされています。3) 薬理学的用量テストステロン (T) または出生後または妊娠の間に使用されるジヒドロテストステロン (DHT) は、多嚢胞卵巣のアンドロゲン環境を表さない場合があります。卵巣の卵胞液や血清テストステロンと DHT のレベルが測定され、テストステロンと DHT のレベルが 1.5 〜 3.9 倍 PCOS5,19,20,21 の女性で高い ,22,23影響を受けない女性と比較されました。我々 は、成体マウス モデル23,24,25の 4 mm のペレットの挿入から慢性の DHT 露出の開始の 2 週間以内生殖、代謝不全を開発作成クリスタル DHT パウダー (ペレットの長さの合計は 8 mm)。このモデルは、DHT 処置なしコントロール マウスの場合に比べて倍高い (2xDHT と呼ばれる) については、血中 DHT を生成します。2xDHT マウスが基底血清エストラジ オール、テストステロン、LH の変化を示さない、肥満を開発しないように、表示する同様の卵巣重量, 血清コレステロール、遊離脂肪酸、レプチンは、tnf α, il-623,24、 25相対的に制御する DHT 挿入23,24,25後さらに最大 3.5 ヶ月。また、PCOS の機能を既に開発している雌を交配による子孫15の代謝と生殖に関する健康にハイパーアンドロゲン母体環境の影響を学ぶことができます。
この新しいパラダイム (NIH と AE PCOS 社会基準に関連する) は、比較的同じようなレベルのこれらの女性にアンドロゲンで PCOS 2 ~ 3 倍より高いテストステロンまたは影響を受けない女性に比べて DHT レベルを生成することによって病気をモデル化します。ただし、このモデルが DHT を撤回したら、継続的な外因性 DHT によっておよびプログラムされた内因性検索からではなくが管理されます。この記事の全体的な目標は、1 に焦点を当てるには) どのように DHT ペレット;2) マウス モデルのようなリーン PCOS を生成する方法3) これらのダムから女性の子孫を評価する戦略。他の測定と表現型の評価、本稿では取り上げませんが、5,15,23,24,25,26で見つけることができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
検索は、PCOS の重要な機能です。このプロトコルで使用される (2 つの DHT マウスなし DHT マウスでより高い倍) 血清 DHT レベル前の研究で他の研究者によって報告されるそれらより低いし、比例して PCOS5,19、女性を模倣するように校正されています 20,21。他のモデルとは異なりこの 2 倍の DHT モデル…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この仕事は健康の国民の協会 (南西に R00 HD068130 で補助金) とボルチモア糖尿病研究センターによって支持された: パイロットと可能性 (南西) に付与します。
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 |
Riferimenti
- 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).
