Follikelstimulerande hormon (FSH) i olika extragonadala vävnader och organ är associerat med patogenesen av flera sjukdomar. Den ovariektomerade och FSH-behandlade musmodellen (OVF) kan användas för att utforska de extragonadala effekterna av FSH.
Under övergången från en reproduktiv till en icke-reproduktiv fas (klimakteriet) upplever många kvinnor betydande fysiologiska och patologiska förändringar, inklusive minskad benmassa, ökade blodfetter och ökad visceral fetma. Nivåerna av follikelstimulerande hormon (FSH) stiger under klimakteriet. Många studier har visat att FSH i olika extragonadala vävnader och organ är associerat med patogenesen av flera sjukdomar. Därför är det särskilt viktigt att bygga en djurmodell som kan hjälpa till att studera de oberoende effekterna av FSH in vivo . I denna studie ovariektomerades C57BL/6-honmöss och kompletterades med östradiolvalerat (OVX + E2) för att eliminera effekten av hypotalamus-hypofys-gonadaxeln. OVX + E2-mössen fick lösningsmedel (NS) eller olika doser av rekombinant FSH via intraperitoneal injektion för att skapa en musmodell (OVF) som kännetecknas av relativt stabilt östrogen och stigande FSH-nivåer. Således genererade vi framgångsrikt en experimentell musmodell för att efterlikna det tidiga skedet av klimakterieövergången, kännetecknad av förhöjda serumnivåer av FSH. OVF-modellen har fördelarna med att vara stabil, billig och lätt att använda, vilket är lämpligt för studier för att utforska de extragonadala effekterna av FSH. Här beskriver vi detaljerade protokoll för musens OVF-modell.
Nivåerna av follikelstimulerande hormon (FSH) stiger under klimakteriet (termen klimakterieövergång definierades 2011 i stadierna av reproduktivt åldrande (STRAW) + 10-systemet)1. Det är under klimakteriet, en period som kännetecknas av stigande FSH-nivåer och relativt stabilt östrogen1, som kvinnor upplever förändringar i menstruationscykeln och betydande fysiologiska förändringar som involverar olika celler och vävnader. Dessa förändringar kan allvarligt påverka kvinnors livskvalitet och hälsa. Att utforska effekterna av FSH kan förbättra kvinnors livskvalitet och hälsa.
FSH utsöndras från gonadotropa celler i den främre hypofysen och är avgörande för att kontrollera gonadfunktion och reproduktion2. FSH:s funktion medieras genom FSH-receptorn (FSHR), som tillhör den G-proteinkopplade receptorn (GPCR)3. FSHR uttrycks i allmänhet i könskörtlar, nämligen äggstocken och testiklarna. Det har bevisats att FSHR uttrycks universellt i flera extragonadala celler och vävnader, inklusive lever4, hippocampus5, osteoklaster6, adipocyter7 och endotelceller8. Nya studier har avslöjat extra gonadala effekter av FSH och dess potentiella kliniska relevans vid dyslipidemi4, Alzheimers sjukdom5, osteoporos 9,10, åderförkalkning11, fetma9 och cancer12. Att bygga en djurmodell som kan hjälpa till att studera de oberoende effekterna av FSH in vivo är därför särskilt viktigt för att utforska effekterna av FSH enbart.
I protokollet introducerade vi proceduren för att etablera en musmodell med relativt stabilt östrogen och stigande FSH-nivåer13. Musmodellen efterliknar klimakterieövergången genom ovariektomerad kirurgi och sedan kompletterad med östradiolvalerat och rekombinant FSH. Eftersom de ovariektomerade mössen kompletterades med exogent östrogen för att upprätthålla liknande östrogennivåer som de skenopererade mössen, var nivåerna av endogent FSH stabila på grund av östrogenåterkoppling vid hypofysen. I detta tillstånd kan det kontrollera FSH-nivåerna genom att administrera exogent FSH utan att ändra östrogennivåerna. Således kan OVF-musmodellen utesluta påverkan av östrogen och observera de extragonadala fysiologiska och patologiska effekterna av FSH. Vi tror att den detaljerade och visualiserade proceduren är användbar för forskare att etablera OVF-musmodellen i sitt laboratorium och tillämpa den för att undersöka fysiologiska och patologiska förändringar under klimakteriet vid behov.
Under övergången från en reproduktiv till en icke-reproduktiv fas (klimakteriet) upplever många kvinnor betydande fysiologiska och patologiska förändringar. Nivåerna av FSH stiger under klimakteriet1. Nya studier har visat att FSH i olika extragonadala vävnader och organ är avgörande för patogenesen av flera sjukdomar, inklusive dyslipidemi4, Alzheimers sjukdom5, osteoporos 9,10, åderförkalkning11, fetma9 och cancer12. Därför är det särskilt viktigt att bygga en djurmodell som kan hjälpa till att studera de oberoende effekterna av FSH in vivo. OVF-musmodellen efterliknar det tidiga skedet av klimakteriet med relativt stabilt östrogen och stigande FSH-nivåer och är särskilt lämplig för studier för att utforska de extragonadala effekterna av FSH.
I denna metod gjordes ovariektomi med hjälp av ett enda dorsalt ryggsnitt, cirka 1 cm från lårbasen och uppåt (Figur 1B). Huden klipptes nästan ihop med ryggmusklerna med en vass dissekerande sax, och på så sätt kom man åt bukhålan. Efter operationen behövde muskelsnittet ingen suturering och hudsåret stängdes bilateralt med en katgutsutur (Figur 2). Operationen är tekniskt enklare, mindre tidskrävande och mindre skadlig för honmöss jämfört med andra metoder som används.
Några detaljer som bör uppmärksammas under operationen. För det första bör alla kirurgiska ingrepp hållas rena och så sterila som möjligt för att minska risken för postoperativ infektion. För det andra, eftersom äggstocksvävnaden är mycket ömtålig, kan kirurgiska instrument inte komma i direkt kontakt med äggstockarna under ovariektomi, för att undvika intraperitoneal implantation. För det tredje, efter operationen, flyttades mössen till en filt med konstant temperatur på 37 °C under återhämtningen för att förhindra postoperativ hypotermi som ledde till döden.
En tidigare studie har visat att endogent östrogen syntetiseras i äggstockarnas theca-celler hos premenopausala kvinnor eller fettstromaceller i bröstet hos postmenopausala kvinnor och i mindre mängder i perifer vävnad14. Serumöstrogenet sjönk kraftigt för ovariektomerade möss men kan inte elimineras (Figur 3B). Endogent östrogen syntetiserat i extragonadvävnad påverkar dock inte stabiliteten hos östrogennivåerna i OVF-modellen (Figur 4B).
Det finns vissa begränsningar i OVF-modellen. När den kirurgiska operationen inte är försiktig och leder till intraperitoneal implantation av äggstockarna kan det leda till modellfel. I detta fall sjunker inte serumöstrogenet kraftigt och fluktuerar under olika stadier av brunstcykeln. Efter exogen administrering av östrogen och FSH tar det cirka 1 vecka för kroppen att nå jämvikt. Således kan patologiska förändringar av OVF-modellen som inträffar inom 1 vecka inte indikera effekterna av FSH.
Sammanfattningsvis har OVF-modellen fördelarna med att vara stabil, billig och lätt att använda. De systemiska effekterna av hög nivå av FSH kan observeras efter intraperitoneal injektion av FSH; det vill säga, OVF-modellen är lämplig för studier som utforskar de extragonadala effekterna av FSH. Kraven på modellkirurgi och intraperitoneala injektionsprocedurer är dock ganska höga. Om finansieringen är tillräcklig är specifika knockout-modeller det bästa valet.
The authors have nothing to disclose.
Vi vill tacka djurlaboratoriet på Shandong Provincial Hospital för tekniskt stöd. Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (NSFC 82101645), Natural Science Foundation of Shandong-provinsen, Kina (ZR2020QH088) och Science and Technology Support Plan for Youth Innovation of Colleges in 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 |