内分泌干扰化学物己烯雌酚和酮康唑对体外成熟牛卵丘-卵母细胞复合体脂质储存的影响

The impact of endocrine disrupting chemicals diethylstilbestrol and ketoconazole on lipid storage in in vitro matured bovine cumulus-oocyte complexes†

作者信息Konstantina Asimaki, Chris H A Lest van de, Richard Wubbolts, Jeroen W A Jansen, J Bernd Helms, Hilde Aardema, Majorie B M Duursen van, Barend M Gadella
PMID42246082
发布时间2026-09-14
DOI10.1093/biolre/ioag119

实验完整度

高

体外牛COC成熟模型、共聚焦成像脂滴参数分析和LC-MS脂质组学两个独立证据层级,并验证了脂质储存与类固醇生成关联。

主要模型

牛卵丘-卵母细胞复合体(COCs)体外成熟模型 牛卵丘细胞(CCs) 牛卵母细胞

重点核对

COCs体外成熟24小时,DES浓度10−9 M、10−7 M、10−5 M,对照组0.01% v/v DMSO,n=3,r=15 COCs COCs体外成熟24小时,KTZ浓度10−8 M、10−7 M、10−6 M,对照组0.1% v/v DMSO,n=3,r=15 COCs LD参数检测:LD540染色,共聚焦Z-stack成像(约15 μm,1 μm步长),三个区域,100×油镜 脂质组学:LC-MS分析卵丘细胞和卵母细胞中性脂质,n=3,r=10 cumuli或oocytes,DES和KTZ各浓度 统计学:Kruskal–Wallis检验和Dunn's事后检验用于LD参数,单因素方差分析和Tukey事后检验用于LC-MS数据,P<0.05

摘要

内分泌干扰化学物(EDCs)影响女性生育力,其广泛存在要求深入理解其对生殖的影响。牛卵丘-卵母细胞复合体(COCs)的体外成熟可作为符合3R原则的相关生殖毒理学模型。鉴于脂质代谢与COC质量之间的联系,本研究检验了卵丘细胞(CCs)中的脂滴(LDs)和COC整体脂质含量是否易受EDC干扰。COCs在体外成熟过程中暴露于己烯雌酚(DES;雌激素受体激动剂)和酮康唑(KTZ;类固醇生成抑制剂)。使用中性脂质染料对CCs中的LD进行可视化(数量、大小、面积和聚集)。使用液相色谱-质谱联用分别对卵母细胞和CCs进行脂质组学分析。在所有测试的DES浓度(即10−9 M、10−7 M、10−5 M)中,10−5 M DES降低了每个CC的总LD面积,与LD数量减少和大小增加相关。所有测试浓度(即10−8 M、10−7 M、10−6 M)的KTZ均降低LD大小并增强聚集。脂质组学分析显示,暴露于10−5 M DES或10−6 M KTZ的CCs中胆固醇酯选择性耗竭,其他中性脂质类别变化极小。因此,EDCs可破坏牛COCs中的脂质储存和LD动态。我们将这些新发现与我们之前的工作进行讨论:(i) DES诱导类固醇生成,而(ii) 相反,KTZ阻断CCs中的类固醇生成。总之,这些数据突显COC脂质代谢是一个新的EDC靶点,由于对女性生育力具有潜在影响,值得进一步研究。

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
内分泌干扰化学物DES和KTZ是否影响牛卵丘-卵母细胞复合体体外成熟过程中的脂质储存和脂滴动态?
核心机制
DES和KTZ暴露导致卵丘细胞中胆固醇酯从脂滴选择性耗竭,可能与胆固醇动员或合成改变相关,进而影响类固醇生成;DES作为雌激素受体激动剂诱导类固醇生成,KTZ作为类固醇生成抑制剂阻断类固醇生成。
主要证据
共聚焦成像显示10−5 M DES降低总LD面积、减少LD数量并增加LD大小,KTZ所有浓度降低LD大小并增强聚集;LC-MS显示10−5 M DES和10−6 M KTZ几乎完全耗竭卵丘细胞胆固醇酯,而卵母细胞无显著变化。
研究意义
研究突显COC脂质代谢是EDC作用的新靶点,由于对女性生育力的潜在影响,值得进一步研究。

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

中性脂质染料筛选

确定最适合牛卵丘细胞脂滴可视化和表征的中性脂质染料。

牛COCs体外成熟后分别用LD540、BODIPY 493/503或Nile Red染色,共聚焦成像分析LD数量、大小、总LD面积和聚集。

2

DES和KTZ暴露对卵丘细胞脂滴参数的影响

研究DES和KTZ暴露是否影响牛卵丘细胞中脂滴的数量、大小、总LD面积和聚集。

COCs在体外成熟24小时期间暴露于DES(10−9 M、10−7 M、10−5 M)或KTZ(10−8 M、10−7 M、10−6 M)或溶剂对照,LD540染色后共聚焦成像,自动图像分析计算LD参数。

3

脂质组学分析DES和KTZ暴露后卵丘细胞和卵母细胞的脂质组成

验证成像数据并研究DES和KTZ对卵丘细胞和卵母细胞中性脂质组成的影响。

COCs体外成熟期间暴露于DES或KTZ,分离卵丘细胞和卵母细胞,分别提取脂质,LC-MS分析中性脂质类别(CEfrag、DG、TG、TGfrag)和分子种类。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
M199培养基GIBCO31100-027
重组人促卵泡激素Organon--
半胱胺Sigma-AldrichM9768
表皮生长因子Sigma-AldrichE4127
青霉素-链霉素GIBCO--
己烯雌酚Sigma-AldrichD4628-1G
酮康唑Sigma-AldrichK1003
LD540----
BODIPY 493/503Molecular Probes Europe--
尼罗红Sigma Aldrich--
Hoechst 33342Sigma-AldrichB2261
Vectashield抗荧光淬灭封片剂Vector Laboratories--
谷甾醇----
15:0-15:0-15:0-三酰甘油----
Kinetex C8色谱柱Phenomenex--
Q-Exactive HF质谱仪Thermo Scientific--
Vanquish Dual自动进样器、柱温箱和泵Thermo Scientific--
Nikon A1R共聚焦扫描显微镜Nikon--

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
COC分离与体外成熟
卵巢来源屠宰场,卵泡直径2–8 mm,COCs选择标准:健康卵丘包被、至少3层卵丘细胞、无闭锁迹象;成熟时间24小时,5% CO2,38°C;培养基M199补充0.05 IU/mL rec hFSH、0.1 μM半胱胺、10 ng/mL EGF、10 IU/ml青霉素-链霉素
阅读提示:Methods 'Oocyte maturation and EDC exposure'
DES和KTZ暴露
DES浓度10−9 M、10−7 M、10−5 M,对照0.01% v/v DMSO;KTZ浓度10−8 M、10−7 M、10−6 M,对照0.1% v/v DMSO;暴露持续整个24小时成熟期
阅读提示:Methods 'Oocyte maturation and EDC exposure';Table 1;Figures 3–6
脂滴染色与共聚焦成像
LD540 0.1 μg/mL 30 min,无需透化;Hoechst 33342 20 μg/mL 45 min;Z-stack成像约15 μm,1 μm步长;每个COC三个区域;100×油镜;图像分析使用NIS Elements GA3模块
阅读提示:Methods 'Neutral lipid dye staining','Confocal imaging and image analysis';Figure 1
脂质提取与LC-MS
卵丘细胞来自10个COCs,卵母细胞分开;Bligh and Dyer法小体积提取;内标sitosterol和15:0-15:0-15:0-triacylglycerol各10 picomole;LC-MS:Kinetex C8柱,柱温40°C,梯度洗脱,APCI正离子模式,200-1100 Da,分辨率120000
阅读提示:Methods 'Lipid extraction from cumulus cells and oocytes','LC–MS analysis of lipid extracts'
统计分析与样本量
至少3个生物学重复;LD参数n=3,r=10或15 COCs;LC-MS n=3,r=10 cumuli或oocytes;Kruskal–Wallis检验和Dunn's事后检验用于LD参数;单因素方差分析和Tukey事后检验用于LC-MS;显著性P<0.05
阅读提示:Methods 'Statistical analysis';各Figure legends