糖皮质激素对下丘脑kisspeptin转录表达的表观遗传调控及其机制研究

Glucocorticoid secretion in response to stress contributes to suppression of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis had been well characterized. However, it is little known that whether glucocorticoid could effect on kisspeptin, a pivotal gatekeeper of reproduction in the hypothalamus. A number of recent studies have focused on the contributions of epigenetic mechanisms to the regulation of reproductive function. Our previous study showed that glucocorticoid inhibited the expression of kisspeptin in the hypothalamic GT1-7 cells. Based on these findings, the epigenetic mechanisms such as acetylation and DNA methylation, of glucocorticoid regulation kisspeptin gene transcription will be studied in this present study. Then, the effect of Glucocorticoid intracerebroventricular injection on the reproductive function of female rats would be detected in vivo. And the changes of kisspeptin expression in the hypothalamus of conditional hypothalamic kisspeptin neurons glucocorticoid receptor knockout mice treated by glucocorticoid will be investigated. And the epigenetic mechanisms of the effects will be explored. It would be most important to reveal the relationship between glucocorticoid stress and reproductive abnormalities, and would be helpful to find a new potential therapeutic target for treatment of glucocorticoid-related reproductive diseases.

糖皮质激素（GC）是体内重要的应激激素之一，过多的GC 通过抑制性腺轴而影响生殖功能，但目前对其影响性腺轴的“分子阀门” kisspeptin 的研究甚少。最近，表观遗传调控生殖功能的机制正被认识，本研究拟在前期研究发现GC能抑制下丘脑GT1-7神经元kisspeptin基因表达的基础上，从乙酰化和 DNA 甲基化入手观察GC影响kisspeptin基因转录的表观遗传调控机制，然后在体内观察侧脑室内注射GC对雌性大鼠生殖功能的影响，再通过观察 GC对下丘脑 kisspeptin神经元特异性GC受体敲除小鼠的下丘脑 kisspeptin表达变化及表观遗传机制。这对进一步揭示GC应激引起生殖功能异常的机制以及潜在的治疗靶点都有重要意义。

当今社会，科技迅猛发展，竞争愈演愈烈，压力与日俱增，长期处于“高压”状态的人们，机体的能量代谢和生殖功能都发生了紊乱。众所周知，糖皮质激素（GC）是机体应对外界刺激的主要激素，目前对其作用靶点的研究主要集中在外周系统，其在中枢系统的作用机制则相对研究较少。近期的研究发现，下丘脑kisspeptin神经元上存在糖皮质激素受体（GR），且kisspeptin作为能量和生殖的新纽带已经被广大研究者所认可，故本研究分别通过RNA干扰技术（体外研究）和基因敲除技术（体内研究）降低kisspeptin神经元上GR的表达，分析外界应激影响机体能量代谢和生殖功能是否是由于GC与下丘脑kisspeptin神经元上的GR相互作用后而引发的。研究结果发现：1.应激（旷场试验模拟）降低野生型小鼠体重、KISS1基因mRNA转录水平和kisspeptin蛋白质表达水平。2.应激（侧脑室慢性注射地塞米松28天模拟）增加野生型雌鼠摄食量和体重，相应的下丘脑中与促进摄食相关神经肽（AgRP和NPY）的转录和表达均上调，厌食相关神经肽（POMC）的转录和表达没有变化。尽管应激后雌鼠的能量代谢部分指标发生了变化，但是与生殖功能相关的指标，如动情周期、雌二醇水平和卵巢子宫结构等均没有发生明显变化。3.下丘脑kisspeptin神经元特异性糖皮质激素受体敲除小鼠（KGRKO）的体重出现了两性差异——与对照组相比，雌鼠体重降低，雄鼠体重没有发生明显变化。睾丸和附睾HE染色结果提示KGRKO雄鼠可能发生睾丸处未成熟精子提前释放至附睾；卵巢HE染色结果提示KGRKO雌鼠可能有炎症的发生。本研究通过条件性敲除技术研究应激影响机体能量代谢和生殖功能的中枢神经系统机制，进一步揭示下丘脑-垂体-肾上腺轴和下丘脑-垂体-性腺轴之间的关系，拟为预防和治疗应激引起的能量和生殖异常等疾病提供新的思路。