机械力诱导氧化应激在女性盆腔器官脱垂中的作用机制及GPx1调控

Gestation and delivery can increase intra-abdominal pressure, which is a well-known risk factor for Pelvic Organ Prolapse (POP). But the mechanism remains unclear. Our former findings indicated that the expression of glutathione peroxidase type 1(GPx1) decreased in pelvic floor ligaments from POP patients，suggesting that oxidative stress (OS) may be related with POP, which had been demonstrated in our preliminary experiment. The experiment materials were uterosacral ligament-derived fibroblast from POP or other benign disease patients who received total hysterectomy. First of all, we investigate the changes of extracellular matrix (ECM) and oxidative status of the ligaments from POP patients. Secondly, we set up cytomechanics model to study the changes of ECM, cytoskeleton and oxidative-antioxidant status of the fibroblast under mechanical force. In order to know if the changes of ECM following with OS induced by mechanical force, we will compare the changes of ECM between the cytomechanics model and oxidative stress model. With the gene silence and over expression of GPx1, which regulates the antioxidant defense of the fibroblast, we are going to study the effect of ECM changing caused by OS induced by mechanical force in etiopathogenisis of POP. We also will study the relations among mechanical force, OS and POP, and clarify the role of GPx1 in POP, which GPx1 regulate OS induced mechanical force. This study would explain the mechanisms of POP and provide new theoretical basis for POP prevention and treatment.

妊娠、分娩等腹压增高力学因素是女性盆腔器官脱垂（POP）的主要病因，但其机制尚未阐明。我们的前期研究发现POP患者盆底筋膜组织谷胱甘肽过氧化物酶1（GPx1）表达降低，故推测POP的发生与氧化应激(OS)有关，并在预实验中获得初步证据。本项目对POP和其他良性妇科疾病患者子宫骶韧带成纤维细胞进行原代培养，检测盆底筋膜组织中氧化应激水平及细胞外基质（ECM）的变化；通过四点弯曲细胞力学加载系统模拟盆底力学环境，研究机械力对氧化-抗氧化状态和ECM的影响；比较氧化应激细胞模型和机械力加载模型中ECM的变化，了解机械力是否通过OS途径导致ECM的改变；通过基因沉默或过表达GPx1，研究机械力诱导OS导致ECM的改变在POP发生中的作用。旨在研究机械力、OS、POP三者之间的关系，明确GPx1调控机械力诱导的OS在POP中的作用，从而阐明POP的发生机制，为防治POP提供新的理论基础。

盆腔器官脱垂（POP）发病率呈上升趋势，严重影响中老年妇女的生活质量甚至带来巨大的经济负担，本项目研究机械力、氧化应激（OS）、POP 三者之间的关系，同时明确 GPx1在 POP 发生发展中的调控作用。我们对POP和其他良性妇科疾病患者子宫骶韧带成纤维细胞进行原代培养，检测盆底筋膜组织中氧化应激水平及细胞外基质（ECM）的变化；通过四点弯曲细胞力学加载系统模拟盆底力学环境，研究机械力对氧化-抗氧化状态和ECM的影响；比较氧化应激细胞模型和机械力加载模型中 ECM 的变化，了解机械力是否通过OS途径导致ECM 的改变；通过加入抗氧化剂NAC和过表达 GPx1预处理机械力加载盆底成纤维细胞模型，研究机械力诱导OS导致ECM的改变在POP发生中的作用。实验结果显示，POP组织胶原及弹性蛋白含量降低，氧化应激标志物水平增高；氧化应激细胞模型中较高的H2O2水平可降低细胞抗氧化能力，促进细胞凋亡和胶原、弹性蛋白水平下降；机械力加载细胞模型中一定程度的机械力作用可诱导细胞产生氧自由基并降低其抗氧化能力，引起细胞骨架重排，同时胶原及弹性蛋白表达减少，且两种模型干预下细胞ECM主要成分及氧化抗氧化水平变化趋势一致；加入抗氧化剂NAC和过表达 GPx1预处理机械力加载细胞模型后细胞抗氧化能力显著升高，凋亡减少，胶原及弹性蛋白含量明显增多，表明NAC及GPx1表达增加能显著改善机械力诱导的细胞损伤效应。因此，我们得出结论：机械力可诱导氧化应激发生，使盆底支持组织成纤维细胞发生ECM变化及细胞骨架重排，而GPx1的抗氧化作用在这一过程中起重要的调控作用，氧化-抗氧化平衡状态是决定POP发生的关键因素。抗氧化剂NAC的作用为POP的临床防治提供了新的治疗前景。