雷帕霉素通过调控mTOR信号通路及SIRT水平增加雌性大鼠的卵泡储备和延长卵巢寿命

摘要

目的:观察雷帕霉素(Rapamycin)对成年雌性大鼠各级卵泡发育及卵巢寿命的影响,并对mTOR信号通路及SIRTs在其中的作用进行探讨.方法:将16只雌性SD大鼠随机分为:对照组和雷帕霉素干预组.雷帕霉素溶解在5.2％Tween-80和5.2％聚乙二醇400中.在正常摄食状态下,雷帕霉素干预组每隔1天给予腹腔注射5mg/kg雷帕霉素+5.2％Tween-80和5.2％聚乙二醇400,对照组则单纯给予腹腔注射5.2％Tween-80和5.2％聚乙二醇400.实验开始后每日行阴道涂片观察大鼠动情周期变化并记录食物摄入量,每周监测体重变化一次.实验第5周开始进行受孕实验;实验第10周,将大鼠麻醉后取卵巢称量重量,取卵巢组织进行苏木精-伊红染色观察各级卵泡并计数,计算卵泡总数和各级卵泡数量占卵泡总数的百分比例.免疫组织化学染色观察mTOR和PS6K在卵泡中的表达和定位;通过蛋白免疫印迹技术来测量卵巢组织中mTOR、PS6K、SIRT1和SIRT6蛋白的表达.结果:对照组大鼠的进食量保持基本稳定,平均21.3±1.0g/d/只;雷帕霉素干预组大鼠的进食量平均14.2±0.6g/d/只,大约是对照组的67.1％(P＜0.001).对照组大鼠的体重在前4周逐渐增加,在第4周末统计时明显比雷帕霉素干预组大鼠重(291.3±5.2g/只vs.269.5±6.2g/只,p＜0.05).雷帕霉素干预组的体重从第4周到实验结束都没有明显改变,最终体重为255.5±11.3g/只;而对照组大鼠的体重为343.5±11.4g/只,明显比雷帕霉素干预组大鼠重(P＜0.001).对照组大鼠的卵巢重量大约是雷帕霉素干预组大鼠的2.5倍,分别为0.106±0.003g vs.0.047±0.014g(P＜0.001).对照组大鼠在整个实验过程中都表现出规则的动情周期,而且都能正常受孕.雷帕霉素干预组大鼠的动情周期从实验开始第4周就有25％(2/8)出现都不规则;第8周有87.5％(7/8)出现都不规则;到实验结束时所有干预组大鼠的动情周期都不规则,主要表现为动情周期延长,而且都没有任何大鼠受孕.卵泡计数结果:雷帕霉素干预组大鼠原始卵泡数(132.5±13.7vs.63.4±6.2)是对照组的2倍多(P＜0.001),而窦状卵泡数和闭锁卵泡数明显低于对照组,分别为(28.5±3.2vs.55.4±5.7,P＜0.01)和(11.9±1.9vs.26.8±3.6,P＜0.01).免疫组织化学染色结果:mTOR和PS6K广泛的表达在存活的卵母细胞的各个阶段,但在闭锁卵泡中不表达.蛋白免疫印迹技术结果:干预组的卵巢组织中mTOR和PS6K蛋白表达水平明显低于对照组(P＜0.05),SIRT1和SIRT6蛋白表达明显增强(P＜0.05).结论:雷帕霉素能够通过抑制mTOR信号通路和增强SIRTs水平,抑制原始卵泡向发育卵泡转化,保存原始卵泡储备,从而延长雌性大鼠的卵巢的寿命.