脂代谢关键基因FADS2在多囊卵巢综合征卵泡发育异常中的作用机制研究

PCOS is a disorder that shows evidence of genetic predisposition. Numerous candidate gene association studies have been conducted, but few PCOS causative genes have been validated. Recently, our GWAS study, large-scaled case-control study and core trios study showed that FADS2 is a novel susceptibility gene for PCOS in Han Chinese. However, no functional study of FADS2 in PCOS have been reported. In this study, we will investigate the significance of FADS2 in follicle development through in vitro culture model of mice follicle. Besides, we will investigate the effect of FADS2 on androgen/estradiol level and the key enzyme expression using in vitro culture model of mice theca cell, in vitro culture model of mice granular cell and human granular cell line. Then, the association between FADS2 expression and androgen level or antral follicle count will be detected. And the potential causative mutations will be scanned in PCOS cases. We hope our data will contribute to elucidating the role of FADS2 in PCOS follicle development and the mechanism by which FADS2 might promote PCOS.

遗传学因素在多囊卵巢综合征（PCOS）的发生中扮演重要角色，因此寻找PCOS的致病基因有重要意义，而传统的候选基因研究存在诸多不足。课题组前期通过全基因组关联分析（GWAS）、大样本病例-对照研究、核心家系研究首次发现脂代谢关键基因FADS2是PCOS的易感基因，但该基因在PCOS中的功能学研究尚属空白。本课题拟采用小鼠卵泡体外培养模型探究FADS2在卵泡发育中的作用，并用小鼠膜间质细胞体外培养模型、小鼠颗粒细胞体外培养模型、人颗粒细胞系探究FADS2对雄激素/雌激素水平及其合成关键酶的影响。通过在临床PCOS患者中检测FADS2的表达与雄激素/窦卵泡数的关系、筛查FADS2基因的功能性突变，寻找FADS2导致PCOS发生的临床证据。研究成果将有助于阐明FADS2在PCOS卵泡发育异常中的作用及机制，从而揭示其是否为PCOS真正的致病基因。

项目背景：多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS），是妇产科最常见的内分泌疾病，占育龄期女性的6-8%。PCOS患者可伴发多种代谢异常，约56.4%的中国汉族PCOS患者伴有脂代谢的异常。PCOS发病机制至今仍不明确，研究提示遗传学因素在PCOS的发生中扮演着重要角色。FADS2基因位于11q12，编码△6去饱和酶，是多聚不饱合脂肪酸代谢过程中的关键酶。前期中国PCOS-GWAS数据对血脂异常相关基因进行初步筛选证实FADS2是PCOS的易感基因。.主要研究内容：收集291例单一稀发排卵患者，108例单一高雄激素血症患者，349例单一卵巢多囊样表现患者，Sequenom MassArray基因分型。利用前期收集的1918例PCOS患者，完善血糖和胰岛素指标，Sequenom MassArray基因分型。使用人颗粒细胞系KGN，siRNA下调FADS2及慢病毒上调FADS2后，电化学发光法检测孕激素的表达水平，CCK8检测颗粒细胞增殖的变化，并收集细胞提取RNA和蛋白，检测孕激素合成关键酶StAR、CYP11A1、HSD3B2的mRNA丰度和蛋白水平的改变和PI3K-AKT通路的变化。.重要结果及关键数据: FADS2基因与单一表型的相关性分析发现FADS2与单一稀发排卵相关，与单一高雄激素血症、卵巢多囊样表现无关。FADS2基因与PCOS患者临床特征的相关性分析发现FADS2多态位点和血糖水平、胰岛素抵抗不相关。敲降FADS2后，KGN细胞孕酮水平相比于对照组下降约30%左右；上调FADS2后， KGN细胞孕酮水平相比于对照组升高大约1.4倍。下调FADS2后，与孕酮合成相关的基因StAR、CYP11A1的mRNA和蛋白表达水平升高；HSD3B2基因的mRNA和蛋白表达水平降低；上调FADS2，与孕酮合成相关的基因StAR、CYP11A1、HSD3B2的mRNA和蛋白表达水平均升高。下调FADS2后，KGN细胞系细胞增殖活性降低，P-AKT的蛋白表达水平相比于对照组降低50%左右；上调FADS2后，KGN细胞系增殖活性升高，P-AKT的蛋白表达水平相比于对照组升高1.5倍左右。.科学意义：我们的研究以GWAS筛选到的易感基因FADS2为起点，从颗粒细胞类固醇合成与代谢的角度探讨PCOS卵泡发育异常的可能机制。