Follikelstimulerend hormoon (FSH) in verschillende extragonadale weefsels en organen wordt in verband gebracht met de pathogenese van meerdere ziekten. Het ovariëctomische en met FSH behandelde muismodel (OVF) kan worden gebruikt om de extragonadale werking van FSH te onderzoeken.
Tijdens de overgang van een reproductieve naar een niet-reproductieve fase (menopauze) ervaren veel vrouwen significante fysiologische en pathologische veranderingen, waaronder verminderde botmassa, verhoogde bloedlipiden en verhoogde viscerale adipositas. De niveaus van follikelstimulerend hormoon (FSH) stijgen tijdens de overgang naar de menopauze. Veel onderzoeken hebben aangetoond dat FSH in verschillende extragonadale weefsels en organen geassocieerd is met de pathogenese van meerdere ziekten. Het is dus bijzonder belangrijk om een diermodel te bouwen dat kan helpen bij het bestuderen van de onafhankelijke effecten van FSH in vivo . In deze studie werden C57BL/6 vrouwelijke muizen ovariëctomie gegeven en aangevuld met ovariëlvaleraat (OVX + E2) om het effect van de hypothalamus-hypofyse-gonadale as te elimineren. De OVX + E2-muizen kregen oplosmiddel (N.S.) of verschillende doses recombinant FSH via intraperitoneale injectie om een muismodel (OVF) te creëren dat wordt gekenmerkt door relatief stabiel oestrogeen en stijgende FSH-spiegels. Zo hebben we met succes een experimenteel muismodel gegenereerd om het vroege stadium van de overgang naar de menopauze na te bootsen, gekenmerkt door verhoogde serum-FSH-spiegels. Het OVF-model heeft de voordelen dat het stabiel, goedkoop en eenvoudig te bedienen is, wat geschikt is voor studies om de extragonadale acties van FSH te onderzoeken. Hier beschrijven we gedetailleerde protocollen voor het OVF-muismodel.
De niveaus van follikelstimulerend hormoon (FSH) stijgen tijdens de overgang van de menopauze (de term overgang van de menopauze werd in 2011 gedefinieerd in stadia van reproductieve veroudering workshop (STRAW) + 10-systeem)1. Het is tijdens de overgang van de menopauze, een periode die wordt gekenmerkt door stijgende FSH-spiegels en relatief stabiel oestrogeen1, dat vrouwen veranderingen in de menstruatiecyclus en significante fysiologische veranderingen ervaren waarbij verschillende cellen en weefsels betrokken zijn. Deze veranderingen kunnen de kwaliteit van leven en de gezondheid van vrouwen ernstig aantasten. Het onderzoeken van de effecten van FSH kan de kwaliteit van leven en de gezondheid van vrouwen verbeteren.
FSH wordt uitgescheiden door gonadotrope cellen in de hypofysevoorkwab en is van cruciaal belang bij het beheersen van de gonadale functie en voortplanting. De functie van FSH wordt gemedieerd door de FSH-receptor (FSHR), die behoort tot de G-eiwitgekoppelde receptor (GPCR)3. FSHR wordt over het algemeen uitgedrukt in geslachtsklieren, namelijk de eierstok en de testis. Het is bewezen dat FSHR universeel tot expressie komt in meerdere extragonadale cellen en weefsels, waaronder lever4, hippocampus5, osteoclasten6, adipocyten7 en endotheelcellen8. Opkomende studies hebben extra gonadale acties van FSH en de potentiële klinische relevantie ervan bij dyslipidemie4, de ziekte van Alzheimer5, osteoporose 9,10, atherosclerose11, obesitas9 en kanker12 aan het licht gebracht. Het bouwen van een diermodel dat kan helpen bij het bestuderen van de onafhankelijke effecten van FSH in vivo is dus bijzonder belangrijk bij het onderzoeken van de werking van FSH alleen.
In het protocol introduceerden we de procedure voor het opzetten van een muismodel met relatief stabiel oestrogeen en stijgende FSH-niveaus13. Het muismodel bootst de overgang van de menopauze na door ovariëctomie en vervolgens aangevuld met ovariëctomie en vervolgens aangevuld met ovariëlvaleraat en recombinant FSH. Omdat de muizen die ovariëctomie kregen, werden aangevuld met exogeen oestrogeen om vergelijkbare oestrogeenspiegels te behouden als de schijnmuizen, waren de niveaus van endogene FSH stabiel als gevolg van oestrogeenfeedback in de hypofyse. In deze toestand zou het de FSH-spiegels onder controle kunnen houden door exogeen FSH toe te dienen zonder de oestrogeenspiegels te veranderen. Zo kan het OVF-muismodel de invloed van oestrogeen uitsluiten en de extragonadale fysiologische en pathologische effecten van FSH observeren. Wij zijn van mening dat de gedetailleerde en gevisualiseerde procedure nuttig is voor onderzoekers om het OVF-muismodel in hun laboratorium op te zetten en toe te passen om fysiologische en pathologische veranderingen tijdens de overgang van de menopauze te onderzoeken als dat nodig is.
Tijdens de overgang van een reproductieve naar een niet-reproductieve fase (menopauze) ervaren veel vrouwen aanzienlijke fysiologische en pathologische veranderingen. FSH-niveaus stijgen tijdens de overgang van de menopauze1. Opkomende studies hebben aangetoond dat FSH in verschillende extragonadale weefsels en organen van cruciaal belang is bij de pathogenese van meerdere ziekten, waaronder dyslipidemie4, de ziekte van Alzheimer5, osteoporose 9,10, atherosclerose11, obesitas9 en kanker12. Het is dus bijzonder belangrijk om een diermodel te bouwen dat kan helpen bij het bestuderen van de onafhankelijke effecten van FSH in vivo. Het OVF-muismodel bootst het vroege stadium van de overgang van de menopauze na met relatief stabiel oestrogeen en stijgende FSH-spiegels en is met name geschikt voor studies om de extragonadale acties van FSH te onderzoeken.
Bij deze methode werd een ovariëctomie gemaakt met behulp van een enkele dorsale incisie in de rug, ongeveer 1 cm vanaf de dijbasis naar boven (Figuur 1B). De huid werd bijna samen met de rugspieren doorgesneden met behulp van een scherpe ontleedschaar en zo werd toegang verkregen tot de buikholte. Na de operatie hoefde de spierincisie niet te worden gehecht en werd de huidwond bilateraal gesloten met één catgut-hechting (Figuur 2). De operatie is technisch eenvoudiger, minder tijdrovend en minder schadelijk voor vrouwelijke muizen in vergelijking met andere gebruikte methoden.
Enkele details die tijdens de chirurgische ingreep in acht moeten worden genomen. Ten eerste moeten alle chirurgische ingrepen schoon en zo steriel mogelijk worden gehouden om het risico op postoperatieve infectie te verminderen. Ten tweede, omdat het eierstokweefsel erg kwetsbaar is, kunnen chirurgische instrumenten tijdens de ovariëctomie niet rechtstreeks contact maken met de eierstokken, om intraperitoneale implantatie te voorkomen. Ten derde werden de muizen na de operatie tijdens het herstel verplaatst naar een deken met constante temperatuur van 37 °C om postoperatieve onderkoeling met de dood te voorkomen.
Een eerdere studie heeft aangetoond dat endogeen oestrogeen wordt gesynthetiseerd in de ovariële thecacellen van premenopauzale vrouwen of vetstromale cellen van de borst van postmenopauzale vrouwen en in kleine hoeveelheden in perifeer weefsel14. Het serumoestrogeen daalde sterk voor muizen die ovariëctomie kregen, maar kan niet worden geëlimineerd (Figuur 3B). Endogeen oestrogeen gesynthetiseerd in extragonadale weefsel heeft echter geen invloed op de stabiliteit van de oestrogeenspiegels in het OVF-model (Figuur 4B).
Er zijn enkele beperkingen in het OVF-model. Zodra de chirurgische ingreep niet zorgvuldig is en leidt tot intraperitoneale implantatie van de eierstokken, kan dit leiden tot modelfalen. In dit geval daalt het serumoestrogeen niet sterk en fluctueert het tijdens verschillende stadia van de oestrische cyclus. Na exogene toediening van oestrogeen en FSH duurt het ongeveer 1 week voordat het lichaam in evenwicht is. Pathologische veranderingen van het OVF-model die binnen 1 week optreden, kunnen dus niet wijzen op de effecten van FSH.
Kortom, het OVF-model heeft de voordelen dat het stabiel, goedkoop en eenvoudig te bedienen is. De systemische effecten van FSH op hoog niveau kunnen worden waargenomen na intraperitoneale injectie van FSH; dat wil zeggen, het OVF-model is geschikt voor studies die de extragonadale acties van FSH onderzoeken. De vereisten voor modelchirurgie en intraperitoneale injectieprocedures zijn echter vrij hoog. Als de financiering voldoende is, zijn specifieke knock-outmodellen de beste keuze.
The authors have nothing to disclose.
We willen het dierenlaboratorium van het Shandong Provincial Hospital bedanken voor de technische ondersteuning. Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (NSFC 82101645), de Natural Science Foundation van de provincie Shandong, China (ZR2020QH088), en het Science and Technology Support Plan for Youth Innovation of Colleges in Shandong Province (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 |