Follikkelstimulerende hormon (FSH) i forskjellige ekstragonadale vev og organer er forbundet med patogenesen av flere sykdommer. Den ovariektomiserte og FSH-behandlede musemodellen (OVF) kan brukes til å utforske de ekstragonadale virkningene av FSH.
Under overgangen fra en reproduktiv til en ikke-reproduktiv fase (overgangsalder) opplever mange kvinner betydelige fysiologiske og patologiske forandringer, inkludert redusert benmasse, økte blodlipider og økt visceral fett. Nivåer av follikkelstimulerende hormon (FSH) stiger under overgangsalderen. Mange studier har vist at FSH i forskjellige ekstragonadale vev og organer er forbundet med patogenesen av flere sykdommer. Derfor er det spesielt viktig å bygge en dyremodell som kan bidra til å studere de uavhengige effektene av FSH in vivo . I denne studien ble C57BL/6 hunnmus ovariektomert og supplert med østradiolvalerat (OVX + E2) for å eliminere effekten av hypothalamus-hypofyse-gonadalaksen. OVX + E2-musene fikk løsningsmiddel (N.S.) eller forskjellige doser rekombinant FSH via intraperitoneal injeksjon for å lage en musemodell (OVF) preget av relativt stabilt østrogen og stigende FSH-nivåer. Dermed genererte vi vellykket en eksperimentell musemodell for å etterligne det tidlige stadiet av overgangsalderen, preget av forhøyede serum-FSH-nivåer. OVF-modellen har fordelene ved å være stabil, lav kostnad og enkel å betjene, noe som er egnet for studier for å utforske de ekstragonadale virkningene av FSH. Her beskriver vi detaljerte protokoller for musens OVF-modell.
Nivåene av follikkelstimulerende hormon (FSH) stiger under overgangsalderen (begrepet menopausal overgang ble definert i 2011 på stadier av reproduktiv aldring workshop (STRAW) + 10 system)1. Det er under overgangsalderen, en periode preget av stigende FSH-nivåer og relativt stabilt østrogen1, at kvinner opplever menstruasjonssyklusendringer og betydelige fysiologiske endringer som involverer ulike celler og vev. Disse endringene kan alvorlig påvirke kvinners livskvalitet og helse. Å utforske effekten av FSH kan forbedre kvinners livskvalitet og helse.
FSH skilles ut fra gonadotrope celler i fremre hypofyse og er avgjørende for å kontrollere gonadefunksjon og reproduksjon2. Funksjonen til FSH formidles gjennom FSH-reseptoren (FSHR), som tilhører G-proteinkoblet reseptor (GPCR)3. FSHR uttrykkes vanligvis i gonader, nemlig eggstokken og testisene. Det har blitt bevist at FSHR er universelt uttrykt i flere ekstragonadale celler og vev, inkludert lever4, hippocampus5, osteoklaster6, adipocytter7 og endotelceller8. Nye studier har avslørt ekstra gonadale virkninger av FSH og dens potensielle kliniske relevans i dyslipidemi4, Alzheimers sykdom5, osteoporose 9,10, aterosklerose11, fedme9 og kreft12. Derfor er det spesielt viktig å bygge en dyremodell som kan bidra til å studere de uavhengige effektene av FSH in vivo for å utforske virkningene av FSH alene.
I protokollen introduserte vi prosedyren for å etablere en musemodell med relativt stabilt østrogen og stigende FSH-nivåer13. Musemodellen etterligner overgangsalderen ved ovariektomisert kirurgi og deretter supplert med østradiolvalerat og rekombinant FSH. Da de ovariektomiserte musene ble supplert med eksogent østrogen for å opprettholde lignende østrogennivåer med de skamopererte musene, var nivåene av endogen FSH stabile på grunn av østrogentilbakemelding i hypofysen. I denne tilstanden, kan det kontrollere FSH nivåer ved å administrere eksogene FSH uten å endre østrogennivå. Dermed kan OVF-musemodellen utelukke påvirkning av østrogen og observere de ekstragonadale fysiologiske og patologiske effektene av FSH. Vi tror den detaljerte og visualiserte prosedyren er nyttig for forskere å etablere OVF-musemodellen i laboratoriet og bruke den til å undersøke fysiologiske og patologiske endringer under overgangsalderen etter behov.
Under overgangen fra en reproduktiv til en ikke-reproduktiv fase (overgangsalder) opplever mange kvinner betydelige fysiologiske og patologiske forandringer. Nivåer av FSH stige under overgangsalderenovergangen 1. Nye studier har vist at FSH i ulike ekstragonadale vev og organer er kritisk i patogenesen av flere sykdommer, inkludert dyslipidemi4, Alzheimers sykdom5, osteoporose 9,10, aterosklerose11, fedme9 og kreft12. Derfor er det spesielt viktig å bygge en dyremodell som kan bidra til å studere de uavhengige effektene av FSH in vivo. OVF-musemodellen etterligner det tidlige stadiet av overgangsalderen med relativt stabilt østrogen og stigende FSH-nivåer og er spesielt egnet for studier for å utforske de ekstragonadale virkningene av FSH.
Ved denne metoden ble det gjort ovariektomi med et enkelt ryggsnitt, ca. 1 cm fra lårbasen og oppover (figur 1B). Huden ble skåret nesten sammen med ryggmuskulaturen ved hjelp av skarp dissekerende saks, og man fikk dermed tilgang til bukhulen. Etter operasjonen krevde muskelsnittet ingen suturering, og hudsåret ble lukket bilateralt med én kattarmsutur (figur 2). Operasjonen er teknisk enklere, mindre tidkrevende og mindre skadelig for hunnmus sammenlignet med andre metoder som brukes.
Noen detaljer som bør ivaretas under operasjonsprosedyren. Først bør alle kirurgiske prosedyrer holdes rene og så sterile som mulig for å redusere risikoen for postoperativ infeksjon. For det andre, fordi eggstokkvevet er svært skjøre, kan kirurgiske instrumenter ikke kontakte eggstokkene direkte under ovariektomi, for å unngå intraperitoneal implantasjon. For det tredje, etter operasjonen, ble musene flyttet til et 37 ° C konstant temperaturteppe under utvinning for å forhindre postoperativ hypotermi som førte til døden.
En tidligere studie har vist at endogent østrogen syntetiseres i ovarie theca celler av premenopausale kvinner eller adipose stromale celler i brystet av postmenopausale kvinner og i mindre mengder i perifert vev14. Serumøstrogen falt kraftig for ovariektomerte mus, men kan ikke elimineres (figur 3B). Imidlertid påvirker endogent østrogen syntetisert i ekstragonadalt vev ikke stabiliteten av østrogennivået i OVF-modellen (figur 4B).
Det er noen begrensninger i OVF-modellen. Når den kirurgiske operasjonen ikke er forsiktig og fører til ovarial intraperitoneal implantasjon, kan det føre til modellsvikt. I dette tilfellet faller serumøstrogenet ikke kraftig og svinger i forskjellige stadier av brunstsyklusen. Etter eksogen administrering av østrogen og FSH tar det ca. 1 uke for kroppen å nå likevekt. Dermed kan patologiske endringer i OVF-modellen som oppstår innen 1 uke ikke indikere effekten av FSH.
Avslutningsvis har OVF-modellen fordelene ved å være stabil, billig og enkel å betjene. De systemiske effektene av høyt nivå FSH kan observeres etter intraperitoneal injeksjon av FSH; det vil si at OVF-modellen er egnet for studier som undersøker de ekstragonadale virkningene av FSH. Imidlertid er kravene til modellkirurgi og intraperitoneale injeksjonsprosedyrer ganske høye. Hvis finansieringen er tilstrekkelig, er spesifikke knockout-modeller det beste valget.
The authors have nothing to disclose.
Vi ønsker å takke dyrelaboratoriet ved Shandong Provincial Hospital for teknisk støtte. Dette arbeidet ble støttet av National Natural Science Foundation of China (NSFC 82101645), Natural Science Foundation of Shandong Province, Kina (ZR2020QH088), og Science and Technology Support Plan for Youth Innovation of Colleges i Shandong-provinsen (2021KJ051).
beta-estradiol 17-valerate | Macklin | E829824 | |
Estradiol sensitive ELISA | Demeditec | DE4399 | |
Hematoxylin Staining Solution | Beyotime | C0107 | |
Meloxicam | Aladdin | M129228 | |
recombinant human Follicle-stimulating hormone | Merck Serono | N19Z8803G | |
Tribromoethanol | Sigma | T48402 | Aliphatic name: 2,2,2-Tribromoethanol |