Humanin在多囊卵巢综合征卵巢局部胰岛素抵抗发生中的作用及机制研究

The pathogenesis of polycystic ovary syndrome (PCOS) is still largely unclear, and insulin resistance (IR) mediated by the IRS/PI3-K/AKT pathway is regarded as a main pathological characteristic. Humanin (HN) is a polypeptide encoded by mitochondrial gene, our previous study showed for the first time that HN was strongly expressed in human and rat ovaries. The expression of HN in granulosa cells from PCOS patients and rat models was significantly down-regulated, whereas supplementation of exogenous HN significantly improved glucose metabolism of granulosa cells, and up-regulated the expression of Insulin Receptor Substrate 1 (IRS-1) and AKT (protein kinase B), as well as increased the phosphorylation levels of these proteins. Therefore, we propose the hypothesis that HN plays an important role in the pathogenesis of IR in PCOS, and this may be mediated by IRS/PI3-K/AKT pathway. In this present study, we aim to further investigate the role of HN in the pathogenesis of IR of PCOS, to demonstrate whether the regulative effect of HN on ovarian cells is mediated by IRS/PI3-K/AKT pathway, and to identify the target protein of HN by which IRS/PI3-K/AKT pathway is regulated. Primary granulosa cells, immortalized human granulosa cells (SVOG cells) and PCOS rat models will be applied in this project. The results of this study will help better clarify the pathogenesis of PCOS, and provide new targets and ideas for the treatment of PCOS.

PCOS的发病机制不明，由IRS/PI3-K/AKT通路介导的胰岛素抵抗（IR）是其重要的病理特点。Humanin（HN）是一种线粒体基因编码的多肽，我们前期首次发现其在卵巢组织中高表达，在PCOS患者颗粒细胞及PCOS大鼠卵巢组织中表达均下调，补充外源性HN能够显著提升颗粒细胞葡萄糖代谢能力，上调IRS-1及AKT的表达并增加其磷酸化水平。因此，我们推测HN可能对PCOS IR的发生发展具有重要的调控作用，且可能是通过调控IRS/PI3-K/AKT通路实现的。本研究拟在前期研究基础上，综合利用人卵巢原代颗粒细胞、颗粒细胞系以及PCOS大鼠模型，深入探究HN在PCOS IR发生发展中的作用；验证HN是否通过调控IRS/PI3-K/AKT通路发挥对卵巢细胞糖代谢的调节作用；并试图找到HN的相互作用蛋白并探索其调控方式，以丰富对PCOS发病机制的认识，并为其临床治疗提供新的靶点和思路。

多囊卵巢综合征（PCOS）是临床常见、多发的生殖内分泌疾病，严重影响育龄女性生殖健康及其远期代谢与心脑血管健康，然而其发病机制不明，胰岛素抵抗（IR）是其重要的病理特点，但IR的具体调控机制目前仍不清楚。Humanin是一种线粒体基因编码的衍生肽，我们前期首次发现其在卵巢组织中高表达，在PCOS患者颗粒细胞及PCOS大鼠卵巢组织中表达均下调，补充外源性Humanin能够显著提升颗粒细胞葡萄糖代谢能力，上调IRS-1及AKT的表达并增加其磷酸化水平。因此，我们推测HN可能对PCOS IR的发生发展具有重要的调控作用，且可能是通过调控IRS/PI3-K/AKT通路实现的。基于此假说，本项目从以下几个方面展开了研究工作：（1）体外研究Humanin 对PCOS 患者卵巢颗粒细胞IR 的影响；（2）构建PCOS 大鼠模型，体内研究Humanin 改善PCOS 大鼠卵巢IR的效果；（3）探索Humanin 调控IRS/PI3-K/AKT 通路的靶点及分子途径。通过临床生物样本地收集检测、PCOS动物模型的构建、卵巢组织学、细胞生物学及分子层面的分析研究发现，Humanin是PCOS卵巢局部胰岛素抵抗及氧化应激失衡的重要调控因子。初步阐明PCOS患者卵巢颗粒细胞Humanin低表达，通过IRS1/PI3K/AKT信号通路异常介导卵巢局部胰岛素抵抗的发生发展，同时我们拓展性地发现Humanin低表达还通过Keap1/Nrf2信号通路异常导致卵巢局部氧化应激失衡地发生，是PCOS患者内分泌异常及排卵障碍的重要原因。补充外源性Humanin（HNG），能够显著逆转PCOS大鼠IRS1/PI3K/AKT信号通路及Keap1/Nrf2信号通路分子表达异常及磷酸化水平异常，进而缓解卵巢局部胰岛素抵抗及氧化应激失衡，在一定程度上纠正PCOS大鼠卵巢组织形态学异常及排卵异常。综上所述，本项目从一种新的视角-线粒体衍生肽的角度探索并在一定程度上揭示了PCOS卵巢功能异常的机制。鉴于PCOS发病率高，且临床治疗上仍缺乏高效、有针对性的治疗药物，且本项目还发现Humanin在细胞水平及动物水平均具有良好的安全性，因此，Humanin及其衍生物在PCOS的临床治疗方面显示出较大的临床应用前景。