芒果苷通过调节胰岛素抵抗、肠道菌群和卵巢细胞凋亡改善大鼠多囊卵巢综合征

Mangiferin ameliorates polycystic ovary syndrome in rats by modulating insulin resistance, gut microbiota, and ovarian cell apoptosis.

作者信息Zhang Yong, Chen Mimi, Li Yingjie, Guo Yichen, Yu Yansu, Zhou Zhi, Lu Hui, Yao Si, Wu Chongming, Zhang Xiaopo, Ma Ning, Lu Weiying
PMID39376609
发布时间2024-09-23
DOI10.3389/fphar.2024.1457467

实验完整度

动物模型结合多种验证手段:16S rRNA测序、RNA-seq、Western blot和免疫组化,涵盖代谢、激素、肠道菌群及细胞凋亡等多个层面。

主要模型

SD雌性大鼠PCOS-IR模型(来曲唑+高脂饮食) 卵巢组织 卵巢脂肪组织 粪便样本

重点核对

PCOS模型诱导:来曲唑剂量1 mg/kg/d,HFD喂养4周 芒果苷剂量:低剂量50 mg/kg/d,高剂量200 mg/kg/d,口服给药 对照药物:二甲双胍200 mg/kg/d 样本量:每组6只大鼠 检测终点:血糖、胰岛素、HOMA-IR、激素水平、卵巢形态、肠道菌群、凋亡蛋白

摘要

多囊卵巢综合征(PCOS)是一种复杂的内分泌和代谢性疾病,以高雄激素血症、长期无排卵和多囊卵巢为特征。然而,目前尚无有效的干预措施来治疗这种疾病。如先前所示,芒果苷调节AMPK和NLRP3信号通路以减轻非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)。近年来,芒果苷已成为治疗代谢性疾病的有前途的候选药物。在本研究中,我们通过发情周期检测、血清/组织生化分析以及卵巢组织的苏木精和伊红(HE)染色,评估了芒果苷对来曲唑(LET)联合高脂饮食(HFD)诱导的PCOS大鼠模型的影响。使用16S rRNA测序、RNA-seq、蛋白质印迹(WB)和免疫组织化学(IHC)染色分析了芒果苷对PCOS大鼠作用的机制。我们的结果表明,芒果苷在PCOS大鼠中显示出有希望的效果。它改善了脂质代谢、葡萄糖耐量、胰岛素抵抗、激素失衡、卵巢功能障碍和脂肪细胞异常。RNA-seq分析表明,芒果苷可能参与多种信号通路,包括凋亡、坏死和炎症。此外,蛋白质印迹和免疫组织化学染色表明,芒果苷调节Caspase-3和Cytc,在卵巢中表现出抗凋亡活性。此外,芒果苷显著改变了PCOS大鼠的肠道菌群群落,在门水平上改变了厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和放线菌门的丰度,在属水平上改变了Blautia、Coprococcus、Roseburia和Pseudomonas的丰度。总之,芒果苷是治疗PCOS的一种有前途的新型治疗剂,因为它可以改善胰岛素抵抗、肠道菌群和卵巢细胞凋亡。

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
芒果苷能否改善来曲唑和高脂饮食诱导的PCOS大鼠的症状,其潜在机制是什么?
核心机制
芒果苷通过改善胰岛素抵抗、调节肠道菌群组成、抑制卵巢细胞凋亡(下调Caspase-3和细胞色素c)来减轻PCOS症状。
主要证据
动物实验显示芒果苷改善脂质代谢、葡萄糖耐量、胰岛素抵抗、激素失衡和卵巢功能;16S rRNA测序显示肠道菌群改变;RNA-seq显示凋亡相关通路富集;Western blot和免疫组化显示凋亡蛋白下调。
研究意义
芒果苷可能是治疗PCOS的潜在新型治疗剂,为PCOS治疗提供新的思路和证据。

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

动物模型建立

建立PCOS伴胰岛素抵抗的大鼠模型

30只3周龄SD雌性大鼠,适应性喂养1周后,随机分为正常组(6只)和PCOS模型组(24只)。模型组喂食高脂饮食,4周后注射来曲唑(1 mg/kg/d)4周,正常组注射无菌生理盐水。

2

药物干预

评估不同剂量芒果苷对PCOS大鼠的影响

模型成功后,将PCOS模型组随机分为4组:模型组、低剂量芒果苷组(50 mg/kg/d)、高剂量芒果苷组(200 mg/kg/d)和二甲双胍组(200 mg/kg/d)。芒果苷溶于植物油,二甲双胍溶于盐水,继续喂养高脂饮食。

3

代谢与激素评估

检测芒果苷对PCOS大鼠糖脂代谢和激素水平的影响

通过OGTT、ITT检测葡萄糖耐量及胰岛素敏感性;测量空腹血糖、血清胰岛素并计算HOMA-IR;检测血清TG、CHO、LDL水平;用ELISA检测血清T、LH、FSH、E2水平。

4

组织病理学分析

评估卵巢和脂肪组织的形态学变化

通过H&E染色观察卵巢组织形态、囊肿数量、脂肪细胞大小等。

5

肠道菌群分析

分析芒果苷对PCOS大鼠肠道菌群多样性和组成的影响

收集粪便样本,提取DNA,扩增16S rDNA V3-V4区,Illumina MiSeq测序,生物信息学分析α多样性、β多样性、LEfSe等。

6

转录组分析

探究芒果苷对PCOS大鼠卵巢组织基因表达的影响

每组取4个肝脏进行RNA-seq,鉴定差异表达基因,进行GO和KEGG富集分析。

7

凋亡蛋白检测

验证芒果苷对卵巢细胞凋亡的调节作用

用Western blot检测Caspase-3蛋白水平,免疫组化检测Caspase-3和Cytc表达。

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
验证转录组变化
验证蛋白表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
芒果苷cdpurifyBP0922
高脂饮食future biotechD12451
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
总胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA111-1-1
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA113-1-1
睾酮ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0155
促黄体生成素ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0026
促卵泡激素ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0391
胰岛素ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R3034
雌二醇ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0152
抗细胞色素c抗体Proteintech10993-1-AP
抗Caspase-3抗体Cell Signalling Technology9662S
抗兔IgGCell Signalling Technology7074S
抗小鼠IgGCell Signalling Technology7076S

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
大鼠品系、年龄、饲养条件、来曲唑剂量、高脂饮食成分及持续时间
阅读提示:见 Methods 2.2
药物干预
芒果苷和二甲双胍的剂量、给药途径(口服)及溶剂
阅读提示:见 Methods 2.2
代谢评估
OGTT和ITT的葡萄糖/胰岛素注射量、测量时间点
阅读提示:见 Methods 2.4, 2.5
激素检测
ELISA试剂盒的货号、样本处理及标准曲线
阅读提示:见 Methods 2.6
肠道菌群测序
粪便样本采集时间、DNA提取方法、16S rRNA V3-V4区扩增引物、测序平台、生物信息学分析参数
阅读提示:见 Methods 2.8
转录组测序
组织样本(肝脏)、RNA提取、cDNA文库构建、测序平台、差异表达分析工具及阈值
阅读提示:见 Methods 2.9
蛋白检测
抗体稀释比例、蛋白提取方法、封闭条件、检测试剂
阅读提示:见 Methods 2.10, 2.11