利用小鼠模型研究PCOS对小鼠卵母细胞及后代生殖细胞DNA甲基化印迹影响

Polycustic ovarian syndrome (PCOS) is one of the major reproductive diseases that impair female reproduction and the infertile women often show excessive androgene and anovulation. The occurrence of PCOS is found to be transgenerationaly inherited, but whether internal environmental changes of PCOS patients causes germ cell epigenetic alterations that tansmit to the next generation is unknown.In the present study, we aim to establish PCOS mouse model by injecting denydroepiandrosterone (DHEA) and study the imprinting DNA methylation changes in oocytes and offspring germ cells using bisulfite sequencing and combined bisulfite restriction analysis (COBRA). The results will also be verified by using DNA imprinting analysis in human oocytes obtained from PCOS patients in IVF clinics.The data will explain whether DHEA-induced PCOS causes imprinting defects in oocytes and whehter such changes will be transmitted to the next generation. This study will reveal whether epigenetics plays a role in PCOS, in addition to genetic factors.

多囊卵巢综合征（polycustic ovarian syndrome，PCOS）是育龄妇女中常见的生殖功能障碍性疾病，主要表现为卵巢的雄激素过多及无排卵。PCOS呈现高度的家族聚集性，提示其发病可能与遗传有关，但PCOS病人的体内环境变化也可能影响生殖细胞的表观遗传变化。本研究将通过注射脱氢表雄酮（dehydroepiandrosterone，DHEA）， 建立小鼠PCOS模型，利用偏重亚硫酸氢盐测序法和COBRA等方法，研究高雄PCOS卵巢生理环境和代谢的变化是否影响卵母细胞的DNA甲基化印迹的正确建立以及印迹甲基化异常是否可通过生殖细胞传递给下一代，并利用人高雄PCOS病人卵子对小鼠的结果进行验证。从表观遗传学的角度解释PCOS导致卵子质量和生育力下降的原因和对胚胎发育和后代所带来的不良影响，揭示PCOS的发病原因在遗传上是否与DNA甲基化异常存在联系。

PCOS的表现为女性肥胖、高雄、胰岛素抵抗和生育力下降，其发病机制复杂。本研究探讨了PCOS是否可通过改变卵子的DNA甲基化从而实现代际传递。我们构建了三种小鼠模型，用来研究PCOS和激素改变对卵子DNA甲基化及后代影响。发现PCOS及人为改变激素水平对母鼠卵母细胞的DNA总体甲基化包括印迹基因的甲基化没有明显影响，只是影响了个别PCOS候选基因的甲基化。这些模型小鼠生育力的下降与卵子质量或子宫环境的改变有关。由于发现PCOS对卵子DNA甲基化影响不大，这些模型也很难获得后代，我们结合前期研究发现肥胖可导致雌鼠卵子个别印迹基因的甲基化改变，揭示减肥可以通过改善卵子DNA甲基化，改进后代健康状况。这些发现为了解PCOS的发病机制及完善辅助生殖技术提供了有力依据，具有很高的临床价值。相关研究结果在生殖生物学领域具有重要影响的学术期刊发表标注论文5篇。