各种性腺外组织和器官中的卵泡刺激素(FSH)与多种疾病的发病机制有关。卵巢切除和 FSH 处理的小鼠模型 (OVF) 可用于探索 FSH 的性腺外作用。
在从生殖期到非生殖期(更年期)的过渡期间,许多女性经历了显着的生理和病理变化,包括骨量减少、血脂升高和内脏肥胖增加。促卵泡激素 (FSH) 水平在绝经过渡期间升高。许多研究表明,各种性腺外组织和器官中的FSH与多种疾病的发病机制有关。因此,建立一个可以帮助研究FSH 在体内 独立作用的动物模型尤为重要。本研究对C57BL/6雌性小鼠进行卵巢切除术,并补充戊酸雌二醇(OVX+E2),以消除下丘脑-垂体-性腺轴的影响。OVX + E2小鼠通过腹膜内注射接受溶剂(N.S.)或不同剂量的重组FSH,以创建小鼠模型(OVF),其特征是雌激素相对稳定,FSH水平升高。因此,我们成功地生成了一个实验小鼠模型来模拟更年期过渡的早期阶段,其特征是血清FSH水平升高。OVF模型具有稳定、低成本、易于操作等优点,适合研究FSH的性腺外作用。在这里,我们描述了小鼠OVF模型的详细协议。
促卵泡激素 (FSH) 水平在绝经过渡期间升高(绝经过渡一词于 2011 年在生殖衰老研讨会 (STRAW) + 10 系统阶段定义)1。在更年期过渡期间,一个以 FSH 水平升高和雌激素1 相对稳定的时期为特征,女性会经历月经周期变化和涉及各种细胞和组织的显着生理变化。这些变化会严重影响妇女的生活质量和健康。探索FSH的影响可能会改善女性的生活质量和健康。
FSH 由垂体前叶的促性腺激素细胞分泌,在控制性腺功能和生殖方面至关重要2.FSH的功能是通过FSH受体(FSHR)介导的,FSHR属于G蛋白偶联受体(GPCR)3。FSHR通常在性腺中表达,即卵巢和睾丸。已经证明,FSHR在多种性腺外细胞和组织中普遍表达,包括肝脏4、海马体5、破骨细胞6、脂肪细胞7和内皮细胞8。新兴研究揭示了 FSH 的额外性腺作用及其在血脂异常4、阿尔茨海默病5、骨质疏松症 9,10、动脉粥样硬化11、肥胖 9 和癌症12 中的潜在临床相关性。因此,建立一个可以帮助研究FSH在体内独立作用的动物模型对于探索FSH在体内的作用尤为重要。
在协议中,我们介绍了建立具有相对稳定的雌激素和不断上升的FSH水平的小鼠模型的程序13。小鼠模型通过卵巢切除手术模拟绝经过渡,然后补充戊酸雌二醇和重组FSH。由于卵巢切除的小鼠补充了外源性雌激素以维持与假手术小鼠相似的雌激素水平,因此由于垂体的雌激素反馈,内源性FSH的水平是稳定的。在这种情况下,它可以通过施用外源性FSH来控制FSH水平,而不会改变雌激素水平。因此,OVF小鼠模型可以排除雌激素的影响,并观察FSH的性腺外生理和病理作用。我们相信,详细和可视化的程序有助于研究人员在实验室中建立OVF小鼠模型,并根据需要将其应用于研究更年期过渡期间的生理和病理变化。
在从生殖阶段到非生殖阶段(更年期)的过渡期间,许多女性经历了显着的生理和病理变化。FSH水平在绝经过渡期间升高1.新兴研究表明,各种性腺外组织和器官中的FSH在多种疾病的发病机制中至关重要,包括血脂异常4,阿尔茨海默病5,骨质疏松症9,10,动脉粥样硬化11,肥胖9和癌症12。因此,建立一个可以帮助研究FSH在体内独立作用的动物模型尤为重要。OVF小鼠模型模拟了更年期过渡的早期阶段,雌激素相对稳定,FSH水平升高,特别适合探索FSH性腺外作用的研究。
在这种方法中,卵巢切除术使用单个背侧切口进行,从大腿底部向上约1厘米(图1B)。使用锋利的解剖剪刀将皮肤几乎与背肌一起切割,从而进入腹膜腔。手术后,肌肉切口不需要缝合,皮肤伤口用一根猫肠缝合线双侧闭合(图2)。与其他方法相比,该操作在技术上更容易,耗时更少,对雌性小鼠的危害更小。
在手术过程中应注意的一些细节。首先,所有外科手术都应尽可能保持清洁和无菌,以降低术后感染的风险。其次,由于卵巢组织非常脆弱,手术器械在卵巢切除术时不能直接接触卵巢,避免腹腔内着床。第三,手术后,在恢复过程中将小鼠移至37°C恒温毯中,以防止术后体温过低导致死亡。
先前的一项研究证明,内源性雌激素在绝经前妇女的卵巢细胞或绝经后妇女乳房的脂肪基质细胞中合成,并在外周组织中少量合成14。卵巢切除小鼠的血清雌激素急剧下降,但不能消除(图3B)。然而,在性腺外组织中合成的内源性雌激素不会影响OVF模型中雌激素水平的稳定性(图4B)。
OVF 模型存在一些限制。一旦外科手术不小心,导致卵巢腹腔内着床,就可能导致模型失败。在这种情况下,血清雌激素不会急剧下降,并且在发情周期的不同阶段波动。外源性施用雌激素和FSH后,身体大约需要1周才能达到平衡。因此,在1周内发生的OVF模型的病理变化不能表明FSH的影响。
综上所述,OVF机型具有稳定、低成本、易于操作等优点。腹腔注射FSH后可观察到高水平FSH的全身效应;也就是说,OVF 模型适用于探索 FSH 性腺外作用的研究。然而,模型手术和腹膜内注射手术的要求相当高。如果资金充足,特定的基因敲除模型是最佳选择。
The authors have nothing to disclose.
我们要感谢山东省立医院动物实验室的技术支持。这项工作得到了国家自然科学基金(NSFC 82101645)、山东省自然科学基金(ZR2020QH088)和山东省高校青年创新科技支持计划(2021KJ051)的支持。
beta-estradiol 17-valerate | Macklin | E829824 | |
Estradiol sensitive ELISA | Demeditec | DE4399 | |
Hematoxylin Staining Solution | Beyotime | C0107 | |
Meloxicam | Aladdin | M129228 | |
recombinant human Follicle-stimulating hormone | Merck Serono | N19Z8803G | |
Tribromoethanol | Sigma | T48402 | Aliphatic name: 2,2,2-Tribromoethanol |