GDF9抑制卵泡膜细胞雄激素合成的TGFβ信号通路及其在PCOS发病机制中的作用

Recent studies have found that TGFβ signaling may be involved in pathogenesis of PCOS. However, it is not clear whether TGFβ signaling is related with hyperandrogenism which is a key factor in PCOS pathogenesis. In our previous study, we found that GDF9, a TGFβ superfamily member, can inhibit androgen production in theca cells, indicating TGFβ signaling may be involved in regulation of androgen production. In present study we firstly sought to identify the TGFβ signaling pathway of GDF9 in human theca cells by co-immunoprecipitation and immunoblotting and observe the change of androgen production after blockage of TGFβ signaling, in order to illustrate the role of TGFβ signaling in regulation of androgen production; then we intends to observe the expression patterns of TGFβ signaling pathway by immunoblotting and ELISA and observe the change of androgen production after blockage of TGFβ signaling in PCOS theca cells, in order to elucidate the relationship between TGFβ signaling and hyperandrogenism of PCOS. This project aims to provide reliable evidences for the role of TGFβ signaling in PCOS pathogenesis and theoretical basis for further research in pathogenesis mechanism of PCOS.

最近研究发现PCOS发病机制可能与TGFβ信号通路相关。雄激素增多是PCOS发病机制的关键因素，然而TGFβ信号通路与雄激素增多的关系未明确。本课题组前期研究发现TGFβ超家族成员GDF9可抑制卵泡膜细胞雄激素的合成，推测 TGFβ信号通路可能与雄激素合成相关。本项目先以体外培养的人卵泡膜细胞为对象，通过免疫共沉淀技术、免疫印迹法识别GDF9的TGFβ信号通路，并抑制TGFβ信号通路功能观察雄激素合成的变化，以明确TGFβ信号通路在雄激素合成调节中的作用；然后通过免疫印迹法、ELISA法观察PCOS卵泡膜细胞中TGFβ信号通路表达的特点，并抑制TGFβ信号通路的功能观察PCOS卵泡膜细胞雄激素合成的变化，以明确TGFβ信号通路与PCOS卵泡膜细胞雄激素增多的关系。本项目旨在为阐明TGFβ信号通路在PCOS发病机制中的作用提供可靠证据，为进一步研究PCOS发病机制提供理论依据。

最近研究发现PCOS发病机制可能与TGFβ信号通路相关。雄激素增多是PCOS发病机制的关键因素，然而TGFβ信号通路与雄激素增多的关系未明确。本课题组前期研究发现TGFβ超家族成员GDF9可抑制卵泡膜细胞雄激素的合成，推测 TGFβ信号通路可能与雄激素合成相关。本研究主要研究内容包括1.GDF9对人卵泡膜细胞雄激素合成的影响2.GDF9在人卵泡膜细胞中的信号通路3.GDF9信号通路在GDF9抑制人卵泡膜细胞雄激素合成过程中的作用4.GDF9对PCOS卵泡膜细胞雄激素合成的作用。本研究发现GDF9可抑制人卵泡膜细胞雄激素合成关键酶STAR及CYP17A1基因的表达，这种抑制效应呈现剂量依赖性；GDF9在人卵泡膜细胞上的Ⅰ型受体是ALK5，通过小分子抑制剂抑制ALK5的功能可拮抗GDF9对人卵泡膜细胞中STAR及CYP17A1基因表达的抑制；人卵泡膜细胞在GDF9刺激下，磷酸化Smad2/3增加，提示Smad2/3是GDF9信号通路的调节Smads；ALK5 抑制剂可拮抗GDF9 对Smad2/3的促磷酸化作用，提示ALK5介导了GDF9对Smad2/3的作用；用Smad4激动剂处理人卵泡膜细胞后，STAR及CYP17A1基因的表达下降，提示Smad4可能是GDF9信号通路的Co-Smad；GDF9 抑制 LH 受体基因 LHCGR 的表达，提示GDF9可通过抑制LH受体表达抑制LH对人卵泡膜细胞雄激素合成的促进作用；ALK5 抑制剂可拮抗 GDF9 对 LHCGR 的抑制作用，提示ALK5介导了GDF9抑制LH受体基因表达的过程；GDF9对PCOS卵泡膜细胞STAR、CYP17A1表达的抑制作用与对照组相比无明显差异，提示GDF9对PCOS卵泡膜细胞雄激素合成有抑制作用，与正常卵泡膜细胞无明显差别。本研究首次发现GDF9在人卵泡膜细胞中的信号通路，发现GDF9信号通路在GDF9抑制人卵泡膜细胞雄激素合成过程中的作用，发现GDF9同样抑制PCOS卵泡膜细胞雄激素的合成。已有研究报道GDF9在PCOS卵泡中的表达下降，本研究发现GDF9可抑制人卵泡雄激素的合成，提示PCOS卵泡中GDF9表达下降可能导致GDF9对雄激素抑制的减弱，引起雄激素的增多，为PCOS发病机理提供新的线索。