海藻糖减轻D-半乳糖诱导的卵巢衰老相关颗粒细胞死亡

Trehalose Alleviates D-Galactose-Induced Aging-Related Granulosa Cell Death in Ovaries.

作者信息Huaming Xi, Xinyu Chen, Kai Liang, Xianglong Wang, Feng Jiang, Yuan Li, Dong Niu
PMID39684358
发布时间2024-11-25
DOI10.3390/ijms252312643

实验完整度

包含体内小鼠模型和多层次体外细胞实验,验证了凋亡、氧化应激、线粒体自噬及自噬通量等功能与机制。

主要模型

D-半乳糖诱导的卵巢衰老小鼠模型(10周龄雌性ICR小鼠) 原代小鼠颗粒细胞体外培养模型

重点核对

小鼠模型中D-gal剂量为200 mg/kg体重,每日腹腔注射,持续8周 Tre剂量为2 g/kg体重,每日腹腔注射,持续4周 体外颗粒细胞实验:Tre预处理浓度10 mmol/L、时间24 h;D-gal处理浓度45 mg/mL、时间24 h 体外细胞实验使用第一代颗粒细胞,分离时注射PMSG 10 IU 48 h 每组小鼠数量为10只,Western blot和免疫荧光实验的重复数n=6

摘要

衰老引起的卵巢功能障碍限制了女性的生殖能力,并伴有氧化应激和自噬受损。近期研究表明,海藻糖(Tre)能激活自噬并具有抗氧化作用。然而,Tre是否能用于减轻卵巢衰老仍不清楚。因此,在体内和体外均探讨了Tre对卵巢的抗衰老作用。通过腹腔注射D-半乳糖(D-gal)(200 mg/kg体重)每日一次,持续8周,建立小鼠卵巢衰老模型(n=10)。我们发现,Tre显著逆转了D-gal引起的小鼠卵巢重量减轻,并减少了TUNEL阳性颗粒细胞的数量。Tre提高了卵巢中LC3-II、Parkin、PINK1、Beclin1和LAMP2的蛋白表达水平。Tre给药还增加了线粒体相关蛋白TOM20和COX IV的表达水平。体外研究进一步支持了这些发现,表明Tre处理显著减少了培养颗粒细胞中SA-β-gal和PI阳性细胞的数量,并降低了ROS水平。因此,Tre通过激活线粒体自噬和减少氧化应激来减轻卵巢衰老,提示其作为卵巢健康抗衰老剂的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
海藻糖(Tre)能否减轻D-半乳糖诱导的卵巢衰老及其中的颗粒细胞死亡?
核心机制
Tre通过激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,促进线粒体自噬通量和溶酶体生物发生,从而减轻氧化应激并抑制颗粒细胞凋亡。
主要证据
在小鼠D-gal卵巢衰老模型中,Tre增加了LC3-II、Parkin、PINK1、TOM20等线粒体自噬相关蛋白表达,减少了TUNEL阳性颗粒细胞;体外颗粒细胞实验中,Tre降低了SA-β-gal阳性细胞、PI阳性细胞和ROS水平。
研究意义
研究表明Tre可能作为卵巢抗衰老剂,为保护卵巢健康提供了潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立D-半乳糖诱导的小鼠卵巢衰老模型

模拟卵巢衰老,研究Tre的保护作用

对10周龄雌性ICR小鼠腹腔注射D-gal(200 mg/kg体重)每日一次,共8周,同时部分小鼠在第5周起腹腔注射Tre(2 g/kg体重)每日一次,共4周,分为对照组、D-gal组和Tre+D-gal组。

2

评估卵巢组织学变化和颗粒细胞凋亡

检测Tre对D-gal引起的卵巢损伤和颗粒细胞凋亡的影响

通过HE染色观察卵巢形态,计算卵巢重量/体重比;通过TUNEL染色检测颗粒细胞凋亡。

3

检测卵巢氧化应激水平

评估Tre对D-gal诱导的氧化应激的缓解作用

通过免疫荧光染色检测Nrf2和HO-1的荧光强度。

4

分析线粒体自噬相关蛋白表达和自噬通量

验证Tre是否激活线粒体自噬并促进自噬通量

通过Western blot检测LC3-II、Parkin、PINK1、TOM20、COX IV等蛋白表达;通过免疫荧光检测Parkin、PINK1、LC3/COX IV共定位、p62、Beclin1、LAMP2、PCNA的荧光强度。

5

体外培养颗粒细胞并验证Tre的保护作用

在体外确认Tre对D-gal诱导的颗粒细胞衰老和死亡的影响

分离小鼠颗粒细胞,用不同浓度D-gal处理筛选损伤浓度,然后用Tre预处理24 h后再用D-gal处理,检测细胞活力、SA-β-gal染色、PI染色和ROS水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证氧化应激水平
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
D-半乳糖Sigma-AldrichG0625
海藻糖J&K Scientific563051
Bouin氏固定液----
TUNEL试剂盒ServicebioG1501
DAPI----
牛血清白蛋白----
IgG Cy3/FITC二抗BIOSSbs-0296G-Cy3/FITC
IgG Cy3/FITC二抗BIOSSbs-0295G-Cy3/FITC
抗HO-1抗体ServicebioGB12104
抗Nrf2抗体Proteintech16396-1-AP
抗PINK1抗体ServicebioGB114934
抗Parkin抗体Proteintech66674-1-Ig
抗LC3抗体AbclonalA19665
抗COX IV抗体ServicebioGB12250
抗Beclin1抗体Proteintech66665-1-Ig
抗p62抗体Proteintech18420-1-AP
抗PCNA抗体ServicebioGB11010
抗LAMP2抗体ServicebioGB11330
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PMSFBeyotimeST507
硝酸纤维素膜Millipore--
二抗CWBIOCW0102S
二抗CWBIOCW0103S
抗TOM20抗体AbclonalA19403
抗Parkin抗体Santa Cruzsc-32282
抗PINK1抗体Proteintech23274-1-AP
抗ACTB抗体Proteintech20536-1-AP
ECL增强试剂盒AbclonalRM00021
DMEM/F12培养基----
胎牛血清GEMINI100-123
青霉素-链霉素Invitrogen--
孕马血清促性腺激素----
CCK-8试剂TargetMolC0005
细胞衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒BeyotimeC0602
碘化丙啶SolarbioC0080
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033S
荧光显微镜OLYMPUSCKX53SF
酶标仪Bio-RadiMark

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、年龄、性别;D-gal剂量、给药方式、频率和持续时间;Tre剂量、给药方式、频率和持续时间;对照组设置
阅读提示:参见Materials and Methods 4.1 Animals and Treatment
组织学与TUNEL检测
卵巢组织固定方法、切片厚度、染色步骤、TUNEL试剂盒型号
阅读提示:参见Materials and Methods 4.2 Histology and TUNEL Assay
免疫荧光检测
一抗种类及稀释度、二抗种类及稀释度、封片剂、图像采集参数
阅读提示:参见Materials and Methods 4.3 Immunofluorescence Staining
Western blot
蛋白提取方法、上样量、电泳条件、抗体种类及稀释度、显影方法
阅读提示:参见Materials and Methods 4.4 Western Blot
颗粒细胞分离与培养
小鼠品系、PMSG处理方案、细胞分离方法、培养基成分、培养条件
阅读提示:参见Materials and Methods 4.5 Isolation and Culture of Follicular Cells
体外药物处理
D-gal浓度、处理时间;Tre预处理浓度、时间;细胞代数
阅读提示:参见Materials and Methods 4.6 Cell Treatment
细胞功能检测
细胞接种密度、CCK-8孵育时间、SA-β-gal染色步骤、PI染色浓度和时间、ROS检测步骤
阅读提示:参见Materials and Methods 4.7-4.10
统计分析
统计方法、数据表示方式、显著性水平
阅读提示:参见Materials and Methods 4.11 Statistical Analysis