來曲唑聯(lián)合高脂飼料建立PCOS-IR大鼠模型實(shí)驗研究

蔡 云 許 昕

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院婦科，北京 100010)

·基礎(chǔ)研究 ·

來曲唑聯(lián)合高脂飼料建立PCOS-IR大鼠模型實(shí)驗研究

蔡 云 許 昕*

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院婦科，北京 100010)

目的 采用兩種不同喂養(yǎng)時間的來曲唑聯(lián)合高脂飼料方法，建立多囊卵巢綜合征胰島素抵抗(polycystic ovary syndrome with insulin resistance, PCOS-IR)大鼠模型，分析兩種模型各自的內(nèi)分泌和代謝特征。方法 將18只6周齡SD雌性大鼠采用數(shù)字表法隨機(jī)分為3組：對照組、來曲唑A組和來曲唑B組，每組各6只。對照組予普通飼料喂養(yǎng)，每日灌胃0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲纖維素鈉溶液；來曲唑A組連續(xù)21 d灌胃來曲唑溶液，同時給予高脂飼料喂養(yǎng)；來曲唑B組連續(xù)30 d灌胃來曲唑溶液，并給予與來曲唑A組相同的高脂飼料喂養(yǎng)。觀察3組大鼠的體質(zhì)量和卵巢組織學(xué)變化，測定血清卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)、黃體生成素(luteinizing hormone，LH)、睪酮(testosterone，T)、三酰甘油(triglyceride，TG)和空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)等濃度，計算LH/FSH比值和胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model of assessment for insulin resistence index, HOMA-IR)。結(jié)果 與對照組比較，來曲唑A組大鼠體質(zhì)量明顯增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，性激素及代謝等指標(biāo)較對照組有升高趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。來曲唑B組大鼠的體質(zhì)量亦有明顯增加(P<0.05)，卵巢呈多囊樣改變，血清T、LH/FSH顯著升高(P<0.01)，同時，三酰甘油、空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、空腹胰島素和HOMA-IR值均顯著升高(P<0.01)。結(jié)論 來曲唑聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)30 d可成功誘導(dǎo)出多囊卵巢綜合征胰島素抵抗大鼠模型；與同法喂養(yǎng)21 d的模型相比，其內(nèi)分泌與代謝指標(biāo)改變更符合人PCOS-IR的臨床病理特征。

多囊卵巢綜合征；胰島素抵抗；來曲唑；高脂飲食

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是婦科常見的內(nèi)分泌與代謝功能異常的復(fù)雜性疾病，以持續(xù)無排卵或稀發(fā)排卵、高雄激素和/或高胰島素血癥、胰島素抵抗(insulin resistance，IR)為特征，表現(xiàn)為月經(jīng)稀發(fā)、閉經(jīng)、不孕、肥胖、多毛、痤瘡等[1-2]。據(jù)統(tǒng)計，國外育齡期女性PCOS發(fā)病率高達(dá)20%[3]，中國發(fā)病率約為5%～10%[4]。PCOS不僅嚴(yán)重影響病人的生殖功能，還存在糖尿病、代謝綜合征、心血管疾病、子宮內(nèi)膜癌等遠(yuǎn)期合并癥的發(fā)病風(fēng)險，因此在最近十五、六年間引起醫(yī)學(xué)界的高度重視。已有研究[5]證實(shí)，PCOS病人廣泛存在胰島素抵抗，后者作為PCOS的基本病理特征，是本病發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)歸至關(guān)重要的一環(huán)。多囊卵巢綜合征胰島素抵抗(polycystic ovary syndrome with insulin resistance, PCOS-IR)是目前婦科內(nèi)分泌領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，也是較為棘手的難題。建立一種理想的PCOS-IR動物模型，以用于相關(guān)研究和指導(dǎo)臨床治療具有重要意義。本研究采用來曲唑聯(lián)合高脂飼料誘導(dǎo)雌性SD大鼠建立PCOS-IR模型，分析其內(nèi)分泌和代謝特征，旨在尋找一種簡便有效、更加符合人體PCOS-IR病理特征的動物模型。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗動物

選取6周齡SPF級SD大鼠18只，體質(zhì)量150～160 g，由北京華阜康生物科技股份有限公司提供，實(shí)驗動物許可證號：SCXK(京)2014-0004。將18只大鼠按體質(zhì)量排序，采用數(shù)字表法，將它們隨機(jī)分為：對照組、來曲唑A組、來曲唑B組，每組各6只。

1.2 實(shí)驗用藥

來曲唑(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，批號：HI9991001)，用0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲纖維素溶液配成所需濃度[來曲唑1 mg·kg-1·d-1溶于0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲纖維素鈉]；羧甲纖維素鈉(安徽山河藥用輔料股份有限公司，批號：160301)。

1.3 實(shí)驗試劑

血清卵泡刺激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)、黃體生成素(luteinizing hormone，LH)、睪酮(testosterone，T)、雌二醇(estradiol，E2)、空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)和三酰甘油(triglyceride，TG)等放射免疫試劑盒，均由北京北方生物技術(shù)研究所有限公司提供；空腹血糖(fasting plasma glucose， FPG)由羅氏活力型血糖儀(德國羅氏診斷有限公司)測定。

1.4 造模方法

所有實(shí)驗大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)2 d，對照組給予普通飼料喂養(yǎng)，每日灌胃0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲纖維素鈉溶液；來曲唑A組連續(xù)21 d，每日灌胃來曲唑溶液[來曲唑1 mg·kg-1·d-1溶于0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))羧甲纖維素鈉]，同時給予高脂飼料喂養(yǎng)(配方：普通飼料61.5%、豬油12%、蔗糖5%、奶粉5%、花生5%、雞蛋10%、麻油1%、食鹽0.5%)；來曲唑B組與A組每日灌胃來曲唑溶液的劑量、濃度和高脂飼料喂養(yǎng)方法相同，只延長灌胃和飼養(yǎng)時間，連續(xù)30 d。

1.5 檢測指標(biāo)

1.5.1 大鼠體質(zhì)量增長情況

每周定時測量大鼠體質(zhì)量并記錄數(shù)據(jù)，繪制大鼠體質(zhì)量增長變化曲線。

1.5.2 性激素與代謝指標(biāo)

各組大鼠灌胃結(jié)束后，禁食24 h，于次日以2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))戊巴比妥鈉(0.2 mL/100 g)腹腔注射麻醉后，腹主動脈取血，離心后收集血清。血清性激素(T、FSH、LH、E2)及相關(guān)代謝指標(biāo)(FINS、FPG、TG)均采用放射免疫法測定，嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作。計算LH/FSH比值和胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model of assessment for insulin resistence index, HOMA-IR)[計算公式：HOMA-IR=FPG(mmol/L)×FINS(mIU/L)/22.5]。

1.5.3 卵巢組織學(xué)觀察

卵巢組織以4%(體積分?jǐn)?shù))多聚甲醛固定，常規(guī)脫水，石蠟包埋；以4μm厚度切片，常規(guī)脫蠟、水化后蘇木素染色5～10 min；1%(體積分?jǐn)?shù))鹽酸乙醇分化，1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))伊紅溶液染色，脫水，透明中性樹膠封片，顯微鏡下觀察各組大鼠卵巢組織學(xué)變化。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般情況

所有實(shí)驗大鼠經(jīng)灌胃后，無震顫、驚厥、流涕、呼吸困難等異常生命特征，大鼠外觀皮毛光澤，試驗周期內(nèi)無一只大鼠死亡，其飲食、活動等均無顯著異常狀況。

2.2 大鼠體質(zhì)量的變化

3組大鼠實(shí)驗開始前的體質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義。來曲唑灌胃的兩組大鼠體質(zhì)量，于喂養(yǎng)第8天開始明顯增加，喂養(yǎng)至第22天，兩組來曲唑灌胃大鼠與對照組比較，體質(zhì)量增長幅度大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1和圖1。

表1 3組大鼠體質(zhì)量比較

GroupDay1Day22Control162．17±3．97247．01±9．01LetrozoleAgroup164．82±5．55309．95±6．40?LetrozoleBgroup165．10±5．76305．41±11．62?

*P<0.05vscontrol

圖1 3組大鼠體質(zhì)量增長趨勢圖

2.3 性激素濃度變化差異

3組大鼠相比，F(xiàn)SH及E2值變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；從黃體生成激素、LH/FSH、睪酮等性激素指標(biāo)看，來曲唑A組與對照組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義；但來曲唑B組與對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，來曲唑B組與來曲唑A組比較，差異也有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表2。

2.4 代謝指標(biāo)的變化

與對照組相比，來曲唑A組TG的量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；來曲唑B組TG顯著升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。詳見表3。

與對照組相比，來曲唑A組FPG濃度有升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；來曲唑B組FPG濃度顯著升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。詳見表3。

與對照組相比，來曲唑A組FINS升高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；來曲唑B組FINS顯著升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；來曲唑B組與來曲唑A組相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表3。

與對照組相比，來曲唑A組HOMA-IR指數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；來曲唑B組HOMA-IR差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；來曲唑B組與來曲唑A組相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表3。

2.5 卵巢組織學(xué)改變

光鏡下可見，對照組大鼠卵巢有多個黃體，顆粒細(xì)胞呈多層，形態(tài)完整，排列整齊，顆粒細(xì)胞層較厚(圖2A)。來曲唑A組(圖2B)和B組(圖2C)可見早期發(fā)育的較多的小卵泡及閉鎖卵泡，囊狀擴(kuò)張明顯增加，顆粒細(xì)胞層數(shù)減少，甚至消失，較少黃體，卵巢呈多囊樣改變。

3 討論

PCOS-IR是婦科內(nèi)分泌代謝方面的熱點(diǎn)課題，姚元慶等[6]根據(jù)Carmiona的研究結(jié)果估計PCOS病人胰島素抵抗的發(fā)生率高達(dá)50%～70%。IR導(dǎo)致高胰島素血癥、肥胖、無排卵等病理變化，后者又加重IR，形成惡性循環(huán)，使PCOS病理機(jī)制不斷復(fù)雜演變而最終導(dǎo)致糖尿病、代謝綜合征等遠(yuǎn)期合并癥，給病人帶來較大身心傷害[7]。建立PCOS-IR動物模型進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗研究對指導(dǎo)臨床治療和維護(hù)生命全周期健康具有重大意義。目前國內(nèi)常見的PCOS-IR造模方法主要包括有：脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone, DHEA)皮下注射[8]，丙酸睪丸酮聯(lián)合高脂飼料[9]，注射硫酸普拉睪酮鈉[10]，皮下埋植避孕棒加人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG)注射[11]等，雖然方法眾多但并不完善成熟，有的造模藥物(硫酸普拉睪酮鈉)不易得到；有的注射油劑容易造成皮下結(jié)節(jié)；有的造模后卵巢組織學(xué)改變與疾病不符，如筆者之前預(yù)實(shí)驗采用丙酸睪丸酮聯(lián)合高脂飼料造模，結(jié)果卵巢體積反而變小，無明顯多囊樣改變，分析可能與外源性雄激素抑制卵巢功能有關(guān)。

表2 3組大鼠性激素指標(biāo)比較

**P<0.01vscontrol；#P<0.05vsletrozole A group. FSH:follicle stimulating hormone; LH:luteinizing hormone; T:testosterone; E2:estradiol.

表3 3組大鼠代謝指標(biāo)比較

*P<0.05，**P<0.01vscontrol；#P<0.05vsletrozole A group. TG:triglyceride; FPG:fasting plasma glucose; FINS:fasting insulin; HOMA-IR:homeostasis model of assessment for insulin resistence index.

圖2 卵巢組織變化

A: control; B: letrozole A group; C:letrozole B group. Ovarian granulosa cells in the control were complete and thick; In letrozole groups， there were many small follicles, granulosa cells have decreased.

本實(shí)驗采用來曲唑聯(lián)合高脂飼料方法造模。芳香化酶是雄激素向雌激素轉(zhuǎn)化的最后一步限速酶，卵巢內(nèi)的芳香化酶活性下降可導(dǎo)致雄激素濃度升高，來曲唑作為芳香化酶抑制劑，可阻止體內(nèi)雄激素向雌激素的轉(zhuǎn)換，使雄激素升高，并進(jìn)展成為多囊卵巢[12]。高脂飲食是誘導(dǎo)肥胖癥和胰島素抵抗的常用方法。王曉珂[13]的研究表明，高脂飼料引起脂肪組織巨噬細(xì)胞的聚集和炎性反應(yīng)增加，從而干擾胰島素的信號傳導(dǎo)通路導(dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生。楊宇峰等[14]研究表明，高脂飲食能直接降低胰島素作用下骨骼肌和脂肪組織對葡萄糖的吸收作用，同時提高肝臟葡萄糖的生成，改變對胰島素敏感組織內(nèi)葡萄糖的轉(zhuǎn)變規(guī)律，從而導(dǎo)致機(jī)體糖代謝紊亂和胰島素抵抗。以上是本次造模實(shí)驗的理論基礎(chǔ)。

本研究表明，采用來曲唑聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)30 d(來曲唑B組)，大鼠體質(zhì)量明顯增加，卵巢呈多囊樣改變，血清T濃度、LH/FSH比值均明顯升高，血清胰島素濃度和HOMA-IR值也顯著升高，符合人PCOS-IR的病理改變；說明該方法能成功誘導(dǎo)PCOS大鼠出現(xiàn)胰島素抵抗。根據(jù)文獻(xiàn)[15]報道所設(shè)置的來曲唑A組，造模時間較短(21 d)，雖然其血清T、LH/FSH比值及FINS、HOMA-IR等各項指標(biāo)均較對照組有所升高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。來曲唑B組按照大鼠灌胃來曲唑溶液聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)的方法不變，只延長動物喂養(yǎng)時間至30 d，除性激素和脂代謝等病理特征之外，也與人PCOS-IR病程長久的臨床特征相符。研究結(jié)果證實(shí)，來曲唑聯(lián)合高脂飼料喂養(yǎng)30 d可成功誘導(dǎo)出理想的PCOS-IR大鼠模型。

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編輯 陳瑞芳

Experimental study on establishment of rat model of polycystic ovary syndrome with insulin resistance by letrozole combined with high fat diet

Cai Yun，Xu Xin*

(Departmentofgynecology,BeijingHospitalofTraditionalChineseMedicine,CapitalMedicalUniversity,Beijing100010,China)

Objective To establish a rat model of polycystic ovary syndrome with insulin resistance (PCOS-IR) by using two different types of letrozole combined with high fat diet for different periods of time to analyze their endocrine and metabolic characteristics. Methods Eighteen 6-week-old female SD rats were randomly divided into 3 groups：control, the letrozole A group and the letrozole B group. The rats in control were fed with 0.5% carboxymethylcellulose solution daily. The rats in group A received letrozole for 21 consecutive days and fed with high-fat diet. Group B received letrozole for 30 days, feeding with high fat diet. The levels of follicle stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH), testosterone (T), triglyceride (TG) and fasting insulin (FINS) were measured and the changes of body weight and ovarian histology were observed. LH/FSH ratio and insulin resistance index (HOMA-IR) were calculated. Results Compared with the control, the body weight of letrozole A group increased significantly(P<0.05). The sex hormones and metabolic indexes were higher than that in the control (P<0.05), but there was no statistically significant difference (P>0.05).The weight of rats in group B was significantly higher than that in the control (P<0.05). The levels of T,LH/FSH,TG, FPG, FINS and HOMA-IR were significantly increased (P<0.01). Conclusion Letrozole combined with high fat diet for 30 days can successfully induce a rat model of polycystic ovary syndrome with insulin resistance.

polycystic ovary syndrome; insulin resistance; letrozole; high-fat diet

國家自然科學(xué)基金(81674010)。This study was supported by National Natural Science Foundation of China(81674010).

時間：2017-04-13 19∶40

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20170413.1940.016.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.02.018]

R711.75

2017-01-17)

*Corresponding author， E-mail：xuxindoudou1959@163.com