端粒/端粒酶系统在多囊卵巢综合征发病中的机制研究

The etiology and pathophysiology of polycystic ovary syndrome (PCOS) is still unknown to us. Telomere and telomerase is plausible susceptibility candidates because they have important biological function. Our previous research has discovered that in granulosa cell of PCOS telomere length was significantly longer than that in controls, and telomerase activity is also higher in PCOS. We assumed that disorders in telomere and telomerase may be involved the pathophysiology of PCOS. Based on our previous work, we will expand sample size of the cohort in order to scrutinize the relationship between PCOS and telomere length. We will also explore the mechanisms underlying the disorders of telomere/telomerase in the aspects of genetics and epigenetics. Coding regions of TERT (Telomerase Reverse Transcriptase) will be sequenced. Methylation level and histone acetylation of the promoter region of TERT will be measured. By upregulating or downregulating TERT, the effect of telomerase on development and function of follicles and granulosa cell will be examined. The current project will reveal the role of telomere/telomerase disorder in the pathophysiology of PCOS, and it will also provide guidance to diagnosis and treatment of PCOS.

多囊卵巢综合征的病因及病理生理过程仍不为我们所知。作为一种重要的生物学现象，端粒/端粒酶系统引起了我们的注意。我们前期研究首次发现多囊卵巢综合征患者卵巢颗粒细胞的端粒长度明显增长，且端粒酶活性更强，端粒/端粒酶紊乱可能在多囊卵巢综合征的发病中起重要作用。为了证明这一设想，在前期工作的基础上，我们将进一步通过人群研究明确多囊卵巢综合征患者中端粒/端粒酶紊乱的全貌。我们还将从遗传以及表观遗传学的角度，测序端粒酶反转录酶（TERT）编码序列并检测TERT基因甲基化和组蛋白乙酰化的水平，探索导致端粒/端粒酶系统紊乱的内在分子机制。为阐明端粒酶在多囊卵巢综合征病理生理过程中的作用，我们将通过上调和下调小鼠TERT基因，研究端粒酶对卵泡以及颗粒细胞发育、增殖、凋亡以及细胞功能的影响。本课题的研究将揭示端粒/端粒酶紊乱对多囊卵巢综合征的分子调控机制，丰富多囊卵巢综合征的病因学说，为临床诊疗提供理论依据。

多囊卵巢综合征是一种内分泌紊乱的代谢性疾病，其在育龄妇女中的患病率为6-8%，主要表现为卵巢多囊样改变、高雄激素血症、排卵障碍和胰岛素抵抗等。这些症状常常导致女性因排卵障碍引起不孕症，并出现一系列的代谢并发症，包括代谢综合征、2型糖尿病和心血管疾病等。多囊卵巢综合征是引起育龄妇女生育力下降的主要疾病之一，该病的远期影响危害妇女一生，但目前其病因和发病机制尚不明确。PCOS的病因较复杂，包括遗传因素、妊娠期环境及生活方式等。遗传因素作为PCOS主要的病因，除遗传因素外，基因相关的其他成分如端粒，也在基因表达和细胞 增殖中起着关键的作用。本课题便针对多囊卵巢综合征患者的端粒以及负责调节端粒长度的端粒酶进行了系列研究，我们发现在颗粒细胞中，多囊卵巢综合征患者的的端粒酶活性明显较高，且其端粒长度明显增长，对年龄和体重指数进行校正后发现，差异仍有统计学意义，logistic回归分析显示端粒长度每增加一个单位，罹患PCOS的风险增加2.47倍。基于这一在病人中的发现，我们对于多囊卵巢综合征患者及对照的端粒酶基因的非翻译区以及外显子进行了测序以排除突变，并对病人中这个基因的甲基化水平进行了检测，并未发现新发突变和甲基化水平的明显变化。另外我们还构建小鼠端粒基因的shRNA病毒载体，并使用小鼠颗粒细胞体外原带培养模型，发现了端粒基因在调控卵泡颗粒细胞增殖及其生物学功能层面的作用。撰写与课题密切相关文章一篇《Significantly lengthened telomere in gruanulosa cells from women with polycystic ovarian syndrome》被美国生殖与免疫学会会刊《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》（IF=2.163）接收。通过本项研究以多囊卵巢综合征中端粒/端粒酶系统的紊乱这一发现为契机，深入发掘这一现象背后的根本机制，更重要的是探索这一现象对卵泡发育周期以及颗粒细胞功能的影响，从而揭示了一个崭新的端粒/端粒酶异常导致多囊卵巢综合征的病理生理机制。