SDF-1通过影响C-KIT等基因表达调节卵巢卵泡发育及对卵巢早衰发生的作用研究

To produce mature oocyte, follicles are activated from the pool of dormant primordial follicles, and the pool serves as the source of developing follicles and fertilizable ova in the entire length of female reproductive life in human and other mammalian species. The premature and irreversible activation of the primordial follicle pool leads to premature ovarian failure (POF). DNA methylation is an important method in the regulatory mechanisms of gene expression. The project will focus on the regulation of stromal cell derived factor 1(SDF-1) on folliculogenesis and its possible signal pathway by using the model of human andrat in vivo and in vitro. The action of SDF-1 on the demethylation of the follicle development related genes including stem cell factor receptor(C-KIT) will also be explored. The research will try to reveal the possible mechanism of premature ovarian failure, and the effect of SDF-1 on POF as well, providing a new theory evidence for the prevention and cure of POF.

卵巢早衰是导致女性不育的重要病因，且呈上升趋势。由于原始卵泡启动不可逆，故了解卵泡启动、发育、成熟的调控机制是预防和治疗卵巢早衰的关键。DNA甲基化对基因表达起着至关重要的作用，对DNA甲基化调节的探索已愈来愈成为研究者寻求疾病发病机制的突破点。 在其它研究中发现SDF-1可去甲基化调节干细胞因子受体（C-KIT）DNA。我们前期研究证实C-KIT是调控原始卵泡启动发育的重要基因。本研究拟围绕SDF-1/CXCR4对原始卵泡启动发育、卵母细胞成熟的作用进行。通过建立在体和离体模型，确定SDF-1/CXCR4与C-KIT等卵泡发育相关基因表达及卵泡发育状态的时效关系；同时利用DNA甲基转移酶（DNMT）活性测定，基因芯片检测等手段，探索SDF-1通过对DNMT的活性调控，影响C-KIT等相关基因DNA甲基化状态，调节其基因表达，从而达到调控卵泡发育的作用，进一揭示卵巢早衰发生的可能机制。

卵巢功能不全是导致女性不育的重要病因，且呈上升趋势。由于原始卵泡启动不可逆，故了解卵泡启动、发育、成熟的调控机制是预防和治疗卵巢早衰的关键。本研究围绕SDF-1/CXCR4，SCF/C-KIT对卵泡启动发育、卵母细胞成熟的作用进行。通过建立在体和离体模型，确定SDF-1/CXCR4与SCF/C-KIT等卵泡发育相关基因表达及卵泡发育状态的时效关系，以及基因表达与患者胚胎发育、妊娠结局等相关性；同时利用特定基因甲基化状态检测，确定基因调控与其DNA甲基化关系。结果发现：1、SDF-1及CXCR4主要在卵巢各级卵泡的颗粒细胞和卵母细胞胞质中表达。与性成熟期和适龄繁殖期相比，性成熟前期小鼠卵巢SDF-1 mRNA表达量最高，CXCR4的mRNA表达量最低。小鼠进行化疗药腹腔注射后，卵巢组织结构被破坏，间质增加，空洞增多，颗粒细胞排列疏松，呈衰竭表现。随着化疗药使用量增加，卵巢损伤逐渐加重，SDF-1/CXCR4 mRNA的表达水平呈现出先上升后下降的趋势。提示：SDF-1及其受体CXCR4可能通过调节卵泡颗粒细胞和卵母细胞功能促进卵巢发育和功能成熟，同时促进排卵。SDF-1及CXCR4可能对卵巢损伤具有修复作用，但在卵巢受损严重时这种修复能力受到抑制。2、患者卵泡液中SDF-1浓度与E2浓度呈正相关；卵泡液中SDF-1浓度与卵巢功能、胚胎发育存在相关性，SDF可能是预测胚胎发育的重要生化指标。3、POI小鼠卵巢与POI患者卵泡液中SCF水平高表达，提示SCF在POI疾病的发展过程中有重要的作用，SCF、SDF-1可能通过相互作用共同参与了（卵巢功能不全）POI的发生发展，为POI导致的不孕患者提供了新的临床诊断方向和治疗思路。4、甲基化结果显示，POI组小鼠SDF-1/CXCR4，SCF/C-KIT启动子区CG位点甲基化水平均高于对照组，但无统计学差异。