内质网应激介导UPR信号通路对多囊卵巢综合征女性颗粒细胞凋亡的调控作用及机制研究

Granulosa dysfunction is one of the significant causative factors of ovulation failure led by PCOS. Despite the fact that most of current studies focus on expression and polymorphisms of FSH receptor, a blank of research on stating female granulosa dysfunction from the standpoint of endoplasmic reticulum stress still exits. Hence, based on the ascertained theory that regional metabolic abnormality and chronic inflammation status do play a part in PCOS patients in preliminary work, which also hints a underlying regulating link between them and endoplasmic reticulum stress, we intend to further demonstrate the molecular expression characteristics related to unfolded protein response (UPR) induced by endoplasmic reticulum stress, in order to uncover the role of granulosa endoplasmic reticulum stress in follicular development. Meanwhile, the variation features of UPR pathway and endoplasmic reticulum stress and the regulating mechanism in the upstream of endoplasmic reticulum stress in the PCOS granulosa should also be clarified. Furthermore, by analyzing the expression and phenotype of apoptosis molecules, we can discover the classical and new pathways mediated by CHOP and phosphorylated JNK to systematically demonstrate the cascade regulation mechanism—“PCOS ovarian regional metabolism features—Endoplasmic reticulum stress—Induction of UPR—Activation of CHOP/JNK—New regulated molecules —Granulosa apoptosis”. With the support of our study, “endoplasmic reticulum stress-UPR pathway” occupies an important position in ovulation failure of female PCOS, concomitantly providing theoretical basis for comprehensively exploring molecular mechanism of ovulation failure in female PCOS in depth.

颗粒细胞功能失调是多囊卵巢综合征（PCOS）排卵障碍的重要诱因之一，当前研究多集中于颗粒细胞表面促性腺激素受体表达等方面，尚无从内质网应激角度阐释PCOS女性颗粒细胞功能紊乱的研究。本课题立足于前期确证PCOS女性颗粒细胞功能失调的研究基础，拟通过验证内质网应激（ERS）下游未折叠蛋白应答（UPR）相关分子的表达特征，揭示颗粒细胞ERS介导卵泡发育的重要角色，明确PCOS女性颗粒细胞ERS -UPR途径的变化特征及上游调控机制，并通过凋亡表型及凋亡分子表达分析，揭示UPR途径通过CHOP和JNK磷酸化介导细胞凋亡的经典与新调控通路，系统论证“卵巢局部代谢特征—内质网应激—UPR激活—CHOP/JNK激活—新调控分子—颗粒细胞凋亡”的级联调控机制。通过本研究，可以阐明ERS -UPR途径在PCOS女性排卵障碍中的重要角色，为系统全面的探讨PCOS女性排卵障碍的分子机制提供理论基础。

多囊卵巢综合征（PCOS）是育龄女性常见的一种复杂的内分泌及代谢异常所致的疾病，以慢性无排卵（排卵功能紊乱或丧失）和高雄激素血症（妇女体内男性激素产生过剩）为特征，主要临床表现为月经周期不规律、不孕、多毛和/或痤疮，是最常见的女性内分泌紊乱代谢综合征。近年来研究发现，PCOS女性排卵障碍主要是由于颗粒细胞功能失调，导致卵泡早期发生闭锁，无法排卵所致。内质网应激是机体内保护性应激反应，应对折叠和未折叠蛋白错误，诱导细胞凋亡。然而细胞环境异常会导致病理性的内质网应激，进而导致细胞死亡，诱发疾病。本研究发现，PCOS女性颗粒细胞内质网发生过度应激，诱导颗粒细胞凋亡和激素分泌功能异常，是导致PCOS女性卵泡闭锁的重要诱因之一。进一步对内质网应激的上游调控中枢和下游靶标分子进行了研究，明确作为内质网重要协同调控亚细胞结构——线粒体的功能在PCOS颗粒细胞中同样发生改变，并以SIRT4为代表分子，明确其蛋白修饰异常是导致PCOS颗粒细胞生物学功能异常的新机制。作为接受颗粒细胞物质代谢供能的卵母细胞，在颗粒细胞功能异常的情况下，发生过氧化应激表型，而卵母细胞内存在的NNT等分子的代偿作用，可以部分恢复颗粒细胞异常导致的卵母细胞发育潜能降低，同时褪黑素等分子同样可以通过改善氧化应激提高卵母细胞发育潜能。当PCOS患者颗粒细胞功能异常，导致激素分泌紊乱，反馈性调控下丘脑-垂体的上游中枢神经系统。以衰老的灵长类为模型，明确雌性灵长类衰老下丘脑基因变化具有独特的分子特征，并与管家基因变化密切相关。筛选神经肽家族成员Kisspeptin作为研究对象，阐述其在植入，妊娠维持过程中的重要作用，揭示其在妊娠14天血清指标变化可以作为胚胎着床的分子标志物。为了更好的探索PCOS颗粒细胞异常的分子机制，我们建立了PCOS来源的iPS细胞，以及利用iPS细胞构建神经细胞，类胚胎等技术方法，为更加深入的了解PCOS的病理机制提供可靠的研究模型。基于上述研究成果，发表SCI论文21篇，会议论文4篇，培养研究生5人。