纳米氧化锌引起的小鼠卵巢功能损伤及基于内质网应激的机制研究

The ovary is an important organ for follicular development, oogenesis, and the secretion of estrogen and other hormones. However, literatures reported that ZnO nanoparticles (ZnO NPs) can be accumulated in ovary, inhibiting the development of ovarian granulosa cells, and increasing the follicular atresia rate. In addition, follicular atresia, and the formation and degeneration of corpus luteum associated with the endoplasmic reticulum (ER) stress, but the mechanism is still unclear. Moreover, in our previous study, we found that ZnO NPs can induce ER stress in liver, and upregulate the expression of apoptosis-related genes in ovary. In order to explore the mechanism and dysfunction of ovary induced by ZnO NPs, preantral follicles and granulosa cells separated from female mice, and female mice will be used for in vitro and in vivo study, combined with either the ER stress activator or inhibitor. The key regulatory factors will be verified using RNA interference technology. The present study will be helpful for further understanding of the side effects of ZnO NPs on ovary, and the role of ER stress on functional dysfunction.

卵巢是卵泡发育、卵子发生以及雌激素等激素分泌的重要场所，然而研究表明纳米氧化锌可在卵巢颗粒细胞中蓄积，并抑制其发育，使卵泡闭锁率增加。卵泡闭锁和黄体的形成及退化等卵巢相关功能的异常与内质网应激存在关联，但是其机制仍不清楚。我们在前期研究发现纳米氧化锌可在肝脏中诱导内质网应激，在卵巢中也引起了与凋亡保护相关基因转录的上调。为深入探讨纳米氧化锌对卵巢功能的影响及作用机制，本项目拟结合内质网应激诱导剂和抑制剂，对分离的小鼠腔前卵泡、卵巢颗粒细胞以及小鼠模型进行体外和体内研究，探究纳米氧化锌对卵泡发育和卵子发生的影响及其基于内质网应激的作用机制，并利用RNA干扰技术验证相关关键调控因子。以期深入理解纳米氧化锌对卵巢功能的影响及内质网应激在卵巢功能损伤中起到的作用。

卵巢是卵泡发育、卵子发生以及雌激素等激素分泌的重要场所，据研究表明纳米氧化锌可在卵巢颗粒细胞中蓄积，并抑制其发育，使卵泡闭锁率增加。卵泡闭锁和黄体的形成及退化等卵巢相关功能异常与内质网应激存在关联，但其机制尚不明确。本研究通过体内和体外实验探究了纳米氧化锌对卵巢功能的影响及其作用机制。体内实验通过对雌性小鼠和妊娠期小鼠暴露纳米氧化锌，发现纳米氧化锌会在小鼠卵巢、子宫、胎盘和胎鼠中蓄积，同时影响卵巢功能（闭锁卵泡增加、性激素合成异常），抑制母鼠体重增长，影响胚胎发育（胚胎植入、胚胎重量、胎鼠重量、胎鼠数目、畸形数目）；通过RT-qPCR及免疫荧光分析，结果显示内质网应激、细胞凋亡和性激素合成相关基因和蛋白表达异常；而内质网应激抑制剂Sal处理后，雌性生殖功能损伤得到缓解。体外实验发现纳米氧化锌暴露会导致小鼠卵巢颗粒细胞凋亡率上升、内质网应激相关基因表达上调、细胞内质网肿胀；通过内质网应激抑制剂Sal处理后，细胞凋亡率则显著降低。综上所述，纳米氧化锌可通过内质网应激诱导卵巢颗粒细胞凋亡，从而引起雌性生殖毒性，其中ATF4、JNK可作为纳米氧化锌引起生殖损伤的潜在生物标志物。