甲状腺素/促性腺激素调节大鼠卵巢葡萄糖吸收机制的研究

Dysregulation of TH [TH (T3 and T4)] support is associated with impaired follicular development. Glucose is an essential metabolic substrate of ovarian cells for energy demand during follicle development. TH affects cell glucose uptake via regulating the expression of glucose transporter proteins (Glut) in different cells. However, whether TH exerts same action on ovarian cells is unknown. Our preliminary studies indicate that T3 enhances FSH-induced preantral follicle growth in vitro. In addition, gonadotropin up-regulate Glut 1-4 expression in ovarian cells. However, whether TH and gonadotropin regulate ovarian follicle growth via glucose uptake, which is mediated by the expression of Glut, is unclear. The overall objective of this program is to improve our understanding on the cellular and molecular mechanisms by which T3 and gonadotropin regulate ovarian follicle growth, and specifically on the expression of Glut and regulation of glucose level intermediates in the regulation of follicle destiny during the transition from preantral to antral stage base on the previous study. The present study will use hypo- and hyper-thyroidism rat model, follicle and granulosa cell culture system in vitro. These findings will advance the current understanding on the role of TH and gonadotropin in the regulation of reproductive function and provide important insight into improving and curing the ovarian dysfunction in the condition of TH dysregulation.

甲状腺素[TH (T3和T4)]分泌失调会导致卵泡发育受阻，而葡萄糖是卵泡发育过程中不可或缺的营养物质。TH通过调节葡萄糖转运蛋白(Glut)表达而影响不同类型细胞对葡萄糖的吸收，但该作用是否存在于卵巢细胞中并不清楚。前期研究表明T3增强了促卵泡素(FSH)诱导的腔前卵泡生长，而且促性腺激素上调大鼠卵巢细胞Glut1-4的表达。然而TH是否联合促性腺激素通过Glut调节卵巢细胞对葡萄糖的吸收进而影响卵泡发育尚不清楚。在前期研究基础上，本课题利用甲状腺机能亢进、减退大鼠模型和体外卵泡、颗粒细胞培养模型，以Glut为切入点，研究卵泡发育，尤其是腔前到有腔转变时期，激素对卵巢细胞Glut表达及葡萄糖水平的调节，从而进一步探明TH与促性腺激素调节卵泡发育的作用机理。通过这些研究最终阐明TH和促性腺激素调节卵泡发育的初步分子机制，研究结果对改善、治疗甲状腺机能紊乱引起的卵巢功能障碍具有一定的意义。

甲状腺素(TH)对于雌性生殖非常重要，其分泌失调会导致卵泡发育受阻。同时，促性腺激素也是参与雌性卵泡发育的主导激素，在卵巢发育过程中占据重要地位。葡萄糖是卵泡发育过程中不可或缺的营养物质。TH通过调节葡萄糖转运蛋白(Glut)表达而影响不同类型细胞对葡萄糖的吸收，但该作用是否存在于卵巢细胞中并不清楚。我们的研究表明，三碘甲腺原氨酸(T3)能显著增强促卵泡素FSH(促卵泡素)诱导的腔前卵泡生长，并通过Src/PI3K/Akt信号通路促进颗粒细胞的发育。然而TH和促性腺激素对大鼠生殖激素影响及卵泡发育调节机制并不清楚。因此，本课题以前期研究成果为基础，利用甲状腺机能亢进、减退大鼠探究甲状腺激素异常对大鼠生殖激素的影响；同时以Glut为切入点，研究卵泡发育，尤其是腔前到有腔转变时期，激素对卵巢细胞Glut表达及葡萄糖水平的调节，从而进一步探明TH与促性腺激素调节卵泡发育的作用机理。结果表明，促性腺激素下调卵巢细胞Fas和FasL蛋白表达量，同时可增加PCNA和FSHR蛋白表达量。甲亢甲减大鼠卵巢重量明显下降，甲状腺素水平失衡可降低大鼠血清FSH、E2浓度，然而对P4及T影响不大。大鼠卵巢组织中，甲亢和甲减组Glut1的蛋白水平都有所下降，然而各组Glut2和Glut3都没有明显变化。与对照相比，在甲减组中Glut4表达水平并没有明显变化，然而其在甲亢组明显增加，同时伴随mRNA水平的上升。此外，eCG可增加甲亢、甲减大鼠卵巢重量，而且明显提高了甲亢大鼠卵巢Glut 2-4及甲减大鼠Glut 4蛋白水平。然而甲亢大鼠血糖水平明显低于对照组，而甲减组中并未见明显变化，但eCG并未改变大鼠血糖水平。体外实验表明，T3增加了FSH诱导的颗粒细胞Glut1和Glut4表达。总之，本研究结果表明促性腺激素eCG通过下调死亡诱导因子Fas/FasL表达抑制卵巢细胞凋亡，同时可促进细胞增殖，这些过程可能是通过增加细胞FSHR表达而实现的。甲状腺机能亢进与减退能够影响大鼠雌性生殖激素合成与分泌以及Glut表达，进而影响卵泡发育。同时，T3增强了FSH调节颗粒细胞Glut1和Glut4表达的作用。