白藜芦醇对卵巢早衰的保护作用及促进雌性生殖干细胞存活的作用

Resveratrol Plays a Protective Role against Premature Ovarian Failure and Prompts Female Germline Stem Cell Survival.

作者信息Yu Jiang, Zhaoyuan Zhang, Lijun Cha, Lili Li, Dantian Zhu, Zhi Fang, Zhiqiang He, Jian Huang, Zezheng Pan
PMID31340581
发布时间2019-07-23
DOI10.3390/ijms20143605

实验完整度

高

包含CTX/BU诱导的POF小鼠模型和体外卵巢培养、FGSCs原代培养及M1巨噬细胞共培养的细胞模型,并进行了氧化应激、炎症和Hh通路抑制剂GANT61的机制验证。

主要模型

CTX/BU诱导的POF小鼠模型(Kunming小鼠) 体外培养的POF卵巢组织 雌性生殖干细胞(FGSCs) M1型巨噬细胞(RAW264.7)与FGSCs共培养体系

重点核对

POF模型构建:CTX 120 mg/kg和BU 30 mg/kg单次腹腔注射,观察4周 RES灌胃剂量:20和40 mg/kg,持续28天 体外卵巢培养:1 μM RES处理72小时 FGSCs体外模型:40 μM BU预处理48小时,再以0.5和1 μM RES处理72小时 Hh通路抑制:GANT61 10 μM处理POF卵巢和FGSCs 72小时

摘要

本研究旨在从组织和细胞水平研究白藜芦醇(RES)对卵巢早衰(POF)的保护作用及对雌性生殖干细胞(FGSCs)增殖的影响。采用RES对POF小鼠进行灌胃,并将POF卵巢与RES和/或GANT61体外共培养。FGSCs经白消安和RES和/或GANT61预处理,并与经RES预处理的M1巨噬细胞共培养。测量小鼠及其卵巢的重量以及卵泡数量。评估卵巢功能、抗氧化应激、炎症和FGSCs存活。RES显著增加了POF小鼠及其卵巢的重量以及卵泡数量,同时降低了卵泡闭锁率。在体内和体外,RES处理后检测到Mvh、Oct4、SOD2、GPx和CAT水平升高。RES处理导致卵巢中TNF-α和IL-6浓度显著降低,IL-10浓度明显升高。在FGSCs中,RES组检测到Mvh、Oct4和SOD2浓度升高,TNF-α、IL-6和MDA浓度降低。阻断Hh信号通路逆转了RES对FGSCs的保护作用。总之,RES通过缓解氧化应激和炎症以及涉及Hh信号通路的机制,有效改善了POF模型的卵巢功能和FGSCs的生成能力,提示RES是潜在的抗POF药物,有助于FGSCs的存活。

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
RES是否对POF卵巢功能和FGSCs存活具有保护作用,其机制是否涉及氧化应激、炎症和Hh信号通路?
核心机制
RES通过缓解氧化应激和炎症反应,并激活Hh信号通路(上调Gli1),从而保护卵巢功能并促进FGSCs存活。
主要证据
在POF小鼠模型中,RES灌胃增加了小鼠和卵巢重量、卵泡数量,降低了卵泡闭锁率,升高了Mvh、Oct4以及抗氧化酶SOD2、GPx、CAT的水平,降低了TNF-α、IL-6和MDA水平,升高了IL-10水平;在FGSCs中,RES处理提高了细胞活力和SOD2活性,降低了MDA,且GANT61阻断Hh通路逆转了这些保护作用。
研究意义
研究表明RES是潜在的抗POF药物,有助于FGSCs的存活,为POF治疗提供了新的方向,但尚需进一步研究RES对卵巢功能和FGSC存活作用的分子机制。

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

构建CTX/BU诱导的POF小鼠模型并评估RES的保护作用

验证RES对POF小鼠卵巢功能(卵泡数量、发育)的保护作用

使用CTX和BU单次腹腔注射构建POF小鼠模型,随后以20和40 mg/kg RES连续灌胃28天,测量小鼠体重、卵巢重量、卵泡数量和闭锁率,以及Mvh、Oct4的表达。

2

检测RES对POF卵巢氧化应激水平和生殖细胞标志物的影响

评估RES是否缓解POF卵巢的氧化应激并保护生殖细胞

在体内和体外(分离POF卵巢与1 μM RES共培养72小时)检测抗氧化酶(SOD2、GPx、CAT)的mRNA和活性,以及MDA、ROS水平和Mvh、Oct4的表达。

3

筛选RES浓度并验证RES对FGSCs氧化应激和存活的影响

确定RES的最佳处理浓度,并验证RES对BU损伤FGSCs的保护作用

使用CCK-8测定不同浓度RES对FGSCs活力的影响,选择0.5和1 μM进行后续实验。用40 μM BU预处理FGSCs 48小时模拟POF损伤,再以RES处理72小时,检测SOD2活性、MDA含量、细胞活力和Mvh、Oct4蛋白表达。

4

评估RES对POF小鼠炎症反应的影响

验证RES是否减轻POF小鼠血清和卵巢组织中的炎症反应

在体内(RES灌胃28天)和体外(POF卵巢与1 μM RES共培养7天)检测TNF-α、IL-6和IL-10的表达水平。

5

评估RES对M1巨噬细胞诱导FGSCs炎症损伤的保护作用

验证RES是否通过抑制M1巨噬细胞的炎症反应来保护FGSCs

用20 μM RES预处理M1巨噬细胞(RAW264.7)48小时,然后与FGSCs在Transwell中共培养48小时,检测培养基中TNF-α和IL-6水平、FGSC活力和ALP活性,以及Mvh和Oct4蛋白表达。

6

通过GANT61抑制Hh通路验证RES的保护作用是否依赖Hh信号

验证Hh信号通路是否介导RES对POF卵巢和FGSCs的保护作用

用1 μM RES和/或10 μM GANT61处理POF卵巢和FGSCs 72小时,检测Gli1、Mvh和Oct4的表达以及FGSC活力和ALP活性。

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
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
环磷酰胺Sigma--
白消安Sigma--
白藜芦醇Sigma--
Waymouth培养基Sigma--
胎牛血清Gibco--
青霉素和链霉素Solarbio--
IV型胶原酶Sigma--
胰蛋白酶Sigma--
MEM-α培养基----
β-巯基乙醇Sigma--
白血病抑制因子Sigma--
小鼠表皮生长因子Sigma--
胶质细胞源性神经营养因子Sigma--
碱性成纤维细胞生长因子Sigma--
非必需氨基酸----
L-谷氨酰胺----
Transwell小室Millicell--
ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology--
活性氧检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT010
丙二醛检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT003-1
谷胱甘肽检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT006
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT014
超氧化物歧化酶检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT00150-1
过氧化氢酶检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGT017
CCK-8试剂盒Transgen BioTECH--
碱性磷酸酶检测试剂盒Solarbio--
Trizol试剂TransGen BiotechER501-01
PrimeScript逆转录试剂盒TAKARAR047A
TB Green预混液TAKARAR820A
RIPA裂解液Applygen--
BCA蛋白定量试剂盒Applygen--
PVDF膜Millipore--
Mvh抗体Abcamab27591
Oct4抗体Abcamab18976
TNF-α抗体Abcamab6671
IL-6抗体Abcamab208113
IL-10抗体Abcamab9969
Gli1抗体Affinity BiosciencesDF7523
GAPDH抗体Abcamab181602
EasySee Western blot试剂盒TransGen BiotechDW101-01
GANT61----

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
POF动物模型构建
小鼠品系、周龄;CTX和BU的剂量及给药方式;观察时间
阅读提示:4.1 Animals and Treatment
RES体内给药
RES剂量(20和40 mg/kg)、给药方式(灌胃)、持续时间(28天)
阅读提示:4.1 Animals and Treatment
卵巢体外培养
卵巢来源(POF小鼠)、培养条件(Waymouth培养基、10% FBS、0.23 mM丙酮酸钠、P/S)、RES浓度(1 μM)和处理时间(72小时)
阅读提示:4.2 Ovary Extraction and Culture
FGSC分离与培养
小鼠日龄(3天)、酶消化条件(胶原酶IV 1 mg/mL 13分钟、0.05%胰蛋白酶+1 mM EDTA 2.5分钟)、培养基成分(MEM-α、10% FBS、1 mM丙酮酸钠、1 mM非必需氨基酸、2 mM L-谷氨酰胺、0.1 mM β-巯基乙醇、20 ng/mL LIF、10 ng/mL mEGF、40 ng/mL GDNF、1 ng/mL bFGF、100×P/S)
阅读提示:4.5 Primary Isolation and Culture of FGSCs
FGSC损伤模型与RES处理
BU浓度(40 μM)和处理时间(48小时);RES浓度(0.5和1 μM)和处理时间(72小时)
阅读提示:4.6 Cell Treatment and Proliferation Activity Assay
M1巨噬细胞共培养
RAW264.7细胞的M1诱导条件(未详细说明);RES预处理浓度(20 μM)和时间(48小时);共培养时间(48小时)和Transwell设置
阅读提示:4.6 Cell Treatment and Proliferation Activity Assay
Hh通路抑制
GANT61浓度(10 μM)和处理时间(72小时)
阅读提示:4.6 Cell Treatment and Proliferation Activity Assay
生化指标检测
氧化应激指标(SOD2、GPx、CAT、MDA、ROS)和炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-10)的检测方法及试剂盒
阅读提示:4.4 Sample Preparation and Biochemical Analysis