尾悬吊模拟失重对大鼠卵巢功能及其组织中HIF-1α表达的影响

摘要

人类进入太空后,重力几乎完全消失,处于重力变化、辐射、噪音、昼夜节律丢失等各种复杂因素共存的空间环境中。这种复杂的环境会对人体心血管、肌肉、骨骼及血液系统造成很大影响。失重对生殖系统尤其是卵巢影响的研究报道较少。随着越来越多的女性航天员参与太空活动,研究失重对女性生殖系统的影响就显得尤为重要。本实验采用Morey-Holton尾悬吊模型来模拟失重环境,研究失重对雌性大鼠卵巢形态和功能以及卵巢组织中缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1 alpha,HIF-1α)表达的影响。经医院伦理委员会批准后进行动物实验。主要研究内容和结果包括以下三部分。
　　1.采用尾部悬吊模拟失重,将25只成年健康雌性Wistar大鼠分为悬吊0d(地面对照组)、10d、20d、30d组和悬吊30d后解除悬吊恢复重力10d组,观察各实验组大鼠体重及生殖器官重量变化情况;HE染色观察卵巢卵泡变化情况;免疫组化方法观察卵泡增殖、凋亡情况;放射性免疫法(RIA)测定血清雌二醇、孕酮、FSH、LH含量。结果发现,悬吊组大鼠在悬吊5d后体重明显低于地面对照组,之后体重缓慢升高,解除悬吊恢复重力后,体重又明显下降;悬吊10d后,大鼠卵泡数量明显下降(P<0.05),解除悬吊后恢复不明显;悬吊组大鼠与地面对照组相比,卵巢颗粒细胞增殖明显下降(P<0.05),解除悬吊后有所恢复(P<0.05);悬吊组颗粒细胞凋亡明显增加(P<0.05),恢复重力组有所下降,下降幅度不明显;RIA结果显示悬吊组大鼠E2含量明显下降(P<0.05),LH、FSH含量升高(P<0.05)。
　　2.选取15只成年健康雌性Wistar大鼠,随机分为地面对照组、悬吊30d组、悬吊30d后解除悬吊恢复重力10d组大鼠各5只,分别与健康成年Wistar雄性大鼠按1:1合笼,检测大鼠生殖能力。结果发现,与对照组相比,尾部悬吊30d大鼠产仔数明显降低(P<0.05),恢复重力10d组大鼠产仔数有所增加(P<0.05)。各实验组仔鼠出生体重无明显差异。另外,悬吊30d组大鼠,有一只大鼠见拴后16d,体重停止增加且开始下降,最终未生育。
　　3.选取60只成年健康雌性Wistar大鼠,随机分为尾悬吊6h、12h、24h、2d、3d、5d、7d、14d、21d组和0h组(地面对照组),采用免疫组织化学和RT-PCR技术检测大鼠卵巢组织中HIF-1α的表达变化。结果发现,模拟失重6h、12h大鼠卵巢组织中HIF-1α蛋白和HIF-1αmRNA表达均明显高于对照组(P<0.05)。
　　综上所述,本研究运用常规石蜡染色、免疫组化、RT-PCR和RIA检测技术,系统观察和分析了模拟失重状态下大鼠卵巢形态和功能以及HIF-1α表达的变化。结果显示,模拟失重造成实验大鼠体重减轻,卵泡发育受到抑制,性激素分泌功能紊乱,卵巢储备功能和生育能力下降,这种影响通过重力的恢复而有一定程度的恢复。研究结果还提示,HIF-1α在模拟失重早期参与了大鼠卵巢的应激反应,并可能介导下游靶基因产生一系列保护效应。本研究提示,尾悬吊模拟失重对实验大鼠卵巢可造成一系列的应激性病理改变。卵巢对失重刺激在一定时限内可产生耐受乃至可能存在交叉耐受(cross-tolerance)以及解除悬吊后不同程度逆转恢复的现象和机制,均有待进一步研究。本研究为女性航天员在失重训练和航天活动中的保健防护提供了一定的参考依据。

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前言

第一部分尾悬吊模拟失重对大鼠卵巢形态和功能的影响

1 材料与方法

1.1 主要试剂和仪器

1.2 实验动物与分组

1.3 动物模型与组织采集

1.4 卵巢卵泡的形态学分析

1.5 BrdU免疫组织化学

1.6 Cleaved caspase-3 免疫组织化学

1.7 大鼠血清中FSH、LH、E2和P4含量的测定

1.8 悬吊大鼠与解除悬吊大鼠生殖能力检测

1.9 数细胞和数据处理

2 结果

2.1 悬吊大鼠体重和生殖器官重量变化

2.2 尾悬吊模拟失重对大鼠卵泡发育的影响

2.3 尾悬吊模拟失重对卵泡闭锁的影响。

2.4 尾悬吊模拟失重对颗粒细胞增殖的影响

2.5 尾悬吊模拟失重对颗粒细胞凋亡的影响

2.6 尾悬吊模拟失重对激素分泌的影响

2.7 尾悬吊模拟失重对大鼠发情周期的影响

2.8 尾悬吊模拟失重对大鼠生殖能力的影响

3 讨论

第二部分尾悬吊模拟失重对大鼠卵巢组织中 HIF-1α 表达变化的影响

1 材料与方法

1.1 主要试剂和仪器

1.2 实验动物与分组

1.3 动物模型与组织采集

1.4 HIF-1α免疫组织化学检测

1.5 RT-PCR检测大鼠卵巢组织HIF-1α表达

1.6 数据统计

2 结果

2.1 实验动物情况

2.2 尾悬吊模拟失重对大鼠体重的影响

2.2 免疫组化检测结果

2.3 RT-PCR检测结果

3 讨论

全文结论

参考文献

附录一：主要仪器、试剂与溶液配制

附录二：个人简历

附录三：在校期间的研究成果

致谢

综述