胰岛素通过miR-92a调控雄激素合成的作用及其机制研究

Insulin resistance /hyperinsulinemia and hyperandrogenism are key features of polycystic ovary syndrome (PCOS). Human studies have confirmed that insulin can increase circulating androgen levels in women with PCOS. Our previous study demonstrated that microRNAs play a pivotal role in regulating of androgen synthesis in PCOS patients with hyperinsulinemia. We found that expression of miR-92a was the most down-regulate microRNA in the PCOS with hyperinsulinemia, which promoted the androgen synthesis by targeting the cytochrome P450 17 (CYP17) protein. Furthermore, we found the expression of miR-92a was down-regulated by insulin in a time- and dose-dependent manner. In order to clarify the molecular mechanisms of insulin in the regulation of miR-92a expression, we plan to explore the transcript factors and their functional roles in differential microRNA expression. By using oligonucleotide array-based transcription factor assay, electrophoretic mobility shift assay, chromatin immunoprecipitation, and bisulfite sequencing PCR, we will shed light on the role of microRNA participating in insulin increase circulating androgen levels, and will provide a new insight of pathophysiology in PCOS and new target for therapies.

高胰岛素血症与高雄激素血症是PCOS的两大基本病理特征。临床研究显示高胰岛素血症可加重高雄激素血症。本课题组既往研究证实高胰岛素状态下miRNA是调控雄激素合成的关键分子，我们筛选和验证了miR-92a在伴有高胰岛素血症PCOS患者的卵巢组织中表达下调最明显，并证实miR-92a通过调控雄激素合成关键酶CYP17促进雄激素的合成，且该作用呈现胰岛素时间-剂量依赖性。为深入探讨胰岛素调控miR-92a的分子机制，本项目拟进一步采用高通量转录因子芯片筛选胰岛素刺激下调控miR-92a的转录因子，并通过EMSA、CHIP、BSP等方法获得转录因子调控miR-92a的直接证据，揭示胰岛素在转录和表观遗传学水平调控miR-92a表达，进而促进雄激素合成的分子机制；为阐明PCOS高胰岛素血症调控高雄激素血症内在作用关键因子，阻断其病理进程提供新线索；为临床治疗提供新思路，为发展新型基因治疗药物奠定基础

多囊卵巢综合征是临床最常见的妇科内分泌疾病之一，临床上以稀发排卵或无排卵、高雄激素血症、卵巢多囊性改变等为典型表现。然而，PCOS排卵障碍的机制至今尚未明确。本课题组首先通过PCOS卵巢局部的因素，证明了卵巢局部miRNA的差异表达参与了卵泡发育障碍的过程，其次从激素分泌的角度证明了高雄激素通过促进卵巢颗粒细胞分泌AMH从而影响卵泡发育。.本课题在前期PCOS卵巢miRNA芯片的研究基础上，筛选出差异表达的miR-93，并证实了PCOS卵巢皮质高表达miR-93。通过生物信息学的预测、荧光素酶报告和CDKN1A转录和翻译水平的检测，我们从多方面证明了CDKN1A为miR-93的下游靶基因。随后，我们通过过表达miR-93，发现了其可促进颗粒细胞的增殖，该功能主要通过抑制CDKN1A起作用。接下来，我们进一步证明了高胰岛素通过转录因子E2F1上调miR-93的表达，且该作用呈现胰岛素剂量依赖性。综上，本课题揭示了PCOS中高胰岛素血症通过转录因子E2F1上调卵巢颗粒细胞miR-93的表达，从而抑制下游靶基因CDKN1A促进卵巢颗粒细胞增殖，部分解释了PCOS卵巢多囊样表现。.PCOS患者颗粒细胞除了增殖、凋亡存在变化，其分泌的抗苗勒氏管激素（AMH）水平也明显升高。PCOS患者AMH水平升高不仅与小卵泡数目相关，还包括每个卵泡颗粒细胞分泌AMH水平升高，而调控AMH表达变化的机制不明。鉴于此，我们研究发现了雄激素可浓度依赖性上调颗粒细胞AMH的表达。我们进一步验证了雄激素可浓度依赖性促进AR、p-STAT3与AMH的蛋白水平，而采用雄激素受体拮抗剂或者p-STAT3抑制剂可阻断雄激素对p-STAT3、AMH的上调作用，证明了PCOS高雄激素通过STAT3信号通路促进颗粒细胞AMH的表达。.本课题揭示了PCOS两大病理特征高胰岛素和高雄激素参与PCOS卵泡发育障碍的过程，胰岛素通过转录因子上调miR-93表达，进而促进颗粒细胞的增殖；雄激素通过STAT3信号通路促进颗粒细胞AMH的表达。上述机制研究为阐明PCOS卵泡发育障碍提供了新的研究思路，为阻断其病理进程提供了新线索，为发展新型基因治疗药物奠定基础。