雄激素和炎症在颗粒细胞微环境中的交互作用对多囊卵巢综合征卵巢局部胰岛素抵抗的影响

PCOS patients have complicated subtypes, 70% with obesity, and peripheral insulin resistance appeare in 50% of obese and 10% lean patients, as the latter have higher LH and androgen level. Subgroup of PCOS with hyperandrogenism and oligomenorrhea are at high risk of metabolic syndrome. Chronic low-dose inflammation is a risk factor for diabetes and cardiovascular disease. Level of peripheral inflammatory factors was positively correlated with obesity. Chronic inflammation and hyperandrogenism may induce glucose and lipid metabolism abnormalities. Our published studies have revealed that NR4A1 gene promoted glucose uptake in mouse ovarian granulosa cells via IRS-1/AKT/GLUT4 pathway. The lower expression in PCOS patients ovary may be one of the mechanisms of ovarian insulin resistance. The most interesting thing was that NR4A1 regulated androgen synthesis and has the relation with inflammatory cytokines TNF-α in mice granulosa cells. We want to study the interaction of androgen and chronic inflammation in granulosa cell microenvironment using the lean / fat subtype of PCOS patients, primary cultured mouse granulosa cells, and Nr4a1 knockout mice. We supposed that this kind of interaction can lead to the insulin resistance in granulose cells, and in particular, NR4A1 may play important role in it. We also hope this study can provide important clues for Individualized therapy strategy for different subtype PCOS patients.

PCOS患者临床有很多亚型，70%合并肥胖，10%的瘦型和50%的肥胖型患者伴有外周胰岛素抵抗，而瘦型LH和雄激素更高。高雄激素合并月经稀发的PCOS亚群是发生代谢综合征的高危人群。慢性低剂量炎症是糖尿病和心血管疾病的危险因素，外周炎症因子与肥胖呈正相关。说明慢性炎症和高雄激素都可能和糖脂代谢异常有关。本课题组既往研究显示NR4A1基因在小鼠卵巢颗粒细胞中通过IRS-1/AKT/GLUT4通路促进葡萄糖摄取，其在PCOS患者卵巢内表达下调是局部胰岛素抵抗的机制之一，更让人感兴趣的是还发现NR4A1在小鼠颗粒细胞内参与调控雄激素合成和炎症因子TNF-α的表达变化。我们希望通过对瘦型/胖型PCOS患者、小鼠颗粒细胞原代培养体系、Nr4a1基因敲除小鼠的研究，找到颗粒细胞局部微环境中雄激素-慢性炎症交互作用导致胰岛素抵抗的机制，特别是NR4A1在其中的重要作用，为临床"分型而治"提供理论依据。

PCOS患者临床有很多亚型，70%合并肥胖，10%的瘦型和50%的肥胖型患者伴有外周胰岛素抵抗，而瘦型LH和雄激素水平更高。高雄激素合并月经稀发的PCOS亚型是发生代谢综合征的高危人群。慢性低剂量炎症是糖尿病和心血管疾病的危险因素，外周炎症因子与肥胖呈正相关。说明慢性炎症和高雄激素血症都可能和糖脂代谢异常有关。本研究拟研究卵泡颗粒细胞局部微环境中高雄激素和慢性炎症对局部胰岛素抵抗的调控机制。本课题在既往研究显示NR4A1基因在人PCOS卵巢内低表达，在小鼠颗粒细胞中通过IRS-AKT-GLUT4通路促进葡萄糖摄取，是局部胰岛素抵抗的机制之一。在本研究中，我们发现64%没有外周血高雄激素血症的PCOS患者存在卵泡液局部的高雄激素血症，且与局部的胰岛素抵抗水平正相关。卵泡微环境中的高雄激素抑制颗粒细胞内LDHA、LDHB的表达从而降低乳酸生成，可致PCOS卵泡发育阻滞。高雄激素还可以下调NR4A1的表达，并进而引起IL-6、MCP-1等慢性炎症因子上调，导致胰岛素抵抗。KGN细胞中NR4A1干涉后表达水平下调，引起IL-6、MCP-1、PAI-1等上调，添加胰岛素增敏剂二甲双胍可以逆转该改变。鉴于NR4A1在高雄激素和慢性炎症导致的胰岛素抵抗中具有重要的调控作用，本研究进一步研究了雄激素对NR4A1的调控机制，过表达TFAP2A及ELK-1后检测NR4A1表达相应降低和升高，ChIP检测提示ETS-1及ELK-1为主要结合调节因子。NR4A1在ETS介导的雄激素作用下表达升高，同时还可以直接结合雄激素受体启动子上的特异性元件，调控AR表达形成正反馈，直接导致了卵巢组织的局部高雄环境。以上研究结果对于临床上无高雄激素血症和胰岛素抵抗指标改变的PCOS患者使用胰岛素增敏剂改善卵泡发育阻滞提供了机制上的依据。我们的临床研究也提示BMI大于28和脂代谢异常的PCOS患者的卵巢反应、胚胎质量和临床妊娠率均要低于对照组，减重和改善胰岛素抵抗和脂代谢异常是提高PCOS患者临床妊娠结局的重要因素。