さまざまな性腺外組織および臓器における卵胞刺激ホルモン(FSH)は、複数の疾患の病因と関連しています。卵巣摘出術およびFSH処理マウスモデル(OVF)を使用して、FSHの性腺外作用を調べることができます。
生殖期から非生殖期(閉経期)への移行期には、骨量の減少、血中脂質の増加、内臓脂肪の増加など、生理学的・病理学的に著しい変化が起こります。卵胞刺激ホルモン(FSH)のレベルは、閉経期に上昇します。多くの研究により、さまざまな性腺外組織および臓器におけるFSHが複数の疾患の病因と関連していることが示されています。したがって、in vivo でのFSHの独立した効果の研究に役立つ動物モデルを構築することは特に重要です。この研究では、C57BL / 6雌マウスに卵巣摘出を行い、吉草酸エストラジオール(OVX + E2)を補給して、視床下部-下垂体-生殖腺軸の影響を排除しました。OVX+E2マウスに溶媒(N.S.)または異なる用量の組換えFSHを腹腔内注射で投与し、比較的安定したエストロゲンとFSHレベルの上昇を特徴とするマウスモデル(OVF)を作製した。そこで、血清FSH値の上昇を特徴とする閉経移行の初期段階を模倣した実験的マウスモデルの作成に成功しました。OVFモデルには、安定性、低コスト、操作が簡単であるという利点があり、FSHの性腺外作用を調査する研究に適しています。ここでは、マウスOVFモデルの詳細なプロトコルについて説明します。
卵胞刺激ホルモン(FSH)のレベルは、更年期の移行期に上昇します(更年期移行という用語は、2011年に生殖老化ワークショップ(STRAW)+10システムの段階で定義されました)1。FSHレベルの上昇と比較的安定したエストロゲン1を特徴とする閉経期には、女性が月経周期の変化とさまざまな細胞や組織を含む重要な生理学的変化を経験します。これらの変化は、女性の生活の質と健康に深刻な影響を与える可能性があります。FSHの効果を調べることで、女性の生活の質と健康が向上する可能性がある。
FSHは下垂体前葉の性腺刺激細胞から分泌され、性腺機能と生殖の制御に重要です2。FSHの機能は、Gタンパク質共役受容体(GPCR)3に属するFSH受容体(FSHR)を介して媒介されます。FSHRは一般に生殖腺、すなわち卵巣と精巣で発現します。FSHRは、肝臓4、海馬5、破骨細胞6、脂肪細胞7、内皮細胞8など、複数の性腺外細胞および組織に普遍的に発現していることが証明されています。新たな研究により、FSHの生殖腺外作用と、脂質異常症4、アルツハイマー病5、骨粗鬆症9,10、アテローム性動脈硬化症11、肥満9、および癌12における潜在的な臨床的関連性が明らかになりました。したがって、in vivoでのFSHの独立した効果を研究するのに役立つ動物モデルを構築することは、FSH単独の作用を調査する上で特に重要です。
プロトコールでは、エストロゲンが比較的安定し、FSHレベルが上昇するマウスモデルを確立するための手順を導入しました13。マウスモデルは、卵巣摘出手術による閉経移行を模倣し、吉草酸エストラジオールと組換えFSHを補充します。卵巣摘出マウスに外因性エストロゲンを添加し、偽手術マウスと同様のエストロゲンレベルを維持したところ、内因性FSHのレベルは下垂体でのエストロゲンフィードバックにより安定していました。この状態では、それはエストロゲンのレベルを変えないで外因性FSHの管理によってFSHのレベルを制御できます。したがって、OVFマウスモデルは、エストロゲンの影響を排除し、FSHの性腺外生理学的および病理学的影響を観察することができます。詳細で可視化された手順は、研究者が実験室でOVFマウスモデルを確立し、必要に応じて更年期移行期の生理学的および病理学的変化を調べるために適用することに役立つと考えています。
生殖期から非生殖期への移行期(閉経期)には、多くの女性が生理学的および病理学的に重大な変化を経験します。FSHのレベルは更年期への移行期に上昇します1.新たな研究により、さまざまな性腺外組織および臓器におけるFSHが、脂質異常症4、アルツハイマー病5、骨粗鬆症9,10、アテローム性動脈硬化症11、肥満9、癌12を含む複数の疾患の病因に重要であることが明らかになっています。したがって、in vivoでのFSHの独立した効果の研究に役立つ動物モデルを構築することは特に重要です。OVFマウスモデルは、エストロゲンが比較的安定し、FSHレベルが上昇する閉経移行の初期段階を模倣しており、FSHの性腺外作用を探る研究に特に適しています。
この方法では、大腿部基部から約1cm上方の背中側を1回切開して卵巣摘出術を行いました(図1B)。皮膚は鋭利な解剖ハサミで背側の筋肉とほぼ一緒に切断され、腹腔にアクセスされました。手術後、筋肉の切開は縫合を必要とせず、皮膚の傷は1本のキャットガット縫合糸で両側で閉じられました(図2)。この手術は、他の方法と比較して、技術的に簡単で、時間もかからず、雌マウスへの害も少ない。
手術中に注意すべきいくつかの詳細。まず、術後感染のリスクを減らすために、すべての外科的処置を清潔に保ち、できるだけ無菌状態に保つ必要があります。第二に、卵巣組織は非常に壊れやすいため、腹腔内移植を避けるために、手術器具は卵巣摘出術中に卵巣に直接接触することはできません。第三に、手術後、マウスを37°Cの恒温ブランケットに移し、術後の低体温症による死亡を防いだ。
以前の研究では、内因性エストロゲンが閉経前の女性の卵巣テカ細胞または閉経後の女性の乳房の脂肪間質細胞で合成され、末梢組織で少量合成されることが証明されています14。卵巣摘出マウスでは血清エストロゲンが急激に低下したが、排除することはできない(図3B)。しかし、性腺外組織で合成された内因性エストロゲンは、OVFモデルにおけるエストロゲンレベルの安定性に影響を与えません(図4B)。
OVF モデルにはいくつかの制限があります。外科手術が注意を怠り、卵巣腹腔内移植につながると、モデルの失敗につながる可能性があります。この場合、血清エストロゲンは急激に低下せず、発情周期のさまざまな段階で変動します。エストロゲンとFSHの外因性投与後、体が平衡に達するまでに約1週間かかります。したがって、1週間以内に発生するOVFモデルの病理学的変化は、FSHの影響を示すことはできません。
結論として、OVFモデルには、安定性、低コスト、操作が簡単であるという利点があります。高レベルのFSHの全身効果は、FSHの腹腔内注射後に観察できます。つまり、OVFモデルは、FSHの性腺外作用を探索する研究に適しています。しかし、模型手術や腹腔内注射手術の要件はかなり高いです。資金が十分な場合は、特定のノックアウトモデルが最良の選択です。
The authors have nothing to disclose.
技術サポートをしてくれた山東省病院の動物研究所に感謝します。この研究は、中国国家自然科学基金会(NSFC 82101645)、中国山東省自然科学基金会(ZR2020QH088)、山東省大学青少年イノベーション科学技術支援計画(2021KJ051)の支援を受けて行われました。
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 |