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为探究 miR-34a-5p 在多囊卵巢综合征(PCOS)中的作用,研究发现其可调节 Notch 信号通路影响颗粒细胞功能,为治疗提供新靶点。
多囊卵巢综合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)是一种让许多青春期和育龄女性烦恼不已的代谢内分泌疾病。全球范围内,大约 6% - 21% 的女性受其困扰,在我国,患病率也在 5% - 6% 左右。它的临床表现多种多样,不孕、月经不调、肥胖、多毛、痤疮等问题常常接踵而至,不仅严重影响女性的生殖健康,还和代谢、内分泌以及心血管系统的异常紧密相关,比如长期的雌激素水平升高会增加子宫内膜癌和乳腺癌的风险,血脂异常和高胰岛素血症也会加重心血管负担,甚至可能发展成 2 型糖尿病。
在微观层面,PCOS 患者的卵巢中,卵泡的发育出现了异常,大量的小卵泡堆积,无法正常成熟和排卵,同时,颗粒细胞(Granulosa Cells,GCs)层变薄,这一系列变化背后的机制却一直没有完全弄清楚。近年来,微小 RNA(microRNAs,miRNAs)在各种疾病中的作用受到了广泛关注,miRNAs 是一类内源性的短链 RNA,虽然只有大约 20 - 24 个核苷酸,却能在基因表达调控中发挥关键作用。研究发现,PCOS 患者体内的 miRNA 表达谱和健康人存在差异,其中 miR-34a-5p 在 PCOS 患者的卵泡液(Follicular Fluid,FF)中表达升高,但它在 PCOS 的发生发展中究竟扮演着怎样的角色,尤其是对 GCs 的发育和功能有何影响,一直是个未解之谜。
为了揭开这些谜团,青岛大学附属医院生殖中心的研究人员开展了一项深入的研究,相关成果发表在《Journal of Ovarian Research》上。
研究人员首先收集了 2023 年 8 月至 10 月期间在医院接受体外受精 - 胚胎移植(In Vitro Fertilization and Embryo Transfer,IVF/ET)的患者的 FF、血清和 GCs 样本。根据修订的鹿特丹会议诊断标准,将患者分为 PCOS 组(19 例)和正常对照组(NC 组,20 例),同时排除了患有子宫内膜异位症、内分泌失调等其他疾病的患者。
接着,研究人员运用了多种实验技术来探究 miR-34a-5p 的作用机制。在细胞实验中,他们使用人颗粒细胞样肿瘤细胞系(KGN),通过转染 miR-34a-5p 模拟物、抑制剂和小干扰 RNA(siRNA)等,来改变细胞内 miR-34a-5p 的表达水平,然后利用 CCK8 实验检测细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞凋亡情况。为了确定 miR-34a-5p 的靶基因,研究人员借助生物信息学分析预测,并通过双荧光素酶报告基因实验进行验证。此外,还运用了定量实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blot)来检测基因和蛋白的表达水平。
在研究结果方面,研究人员发现,PCOS 患者血清和 FF 中的 miR-34a-5p 水平显著高于 NC 组,但在 GCs 中的表达却没有明显差异。ROC 曲线分析显示,血清 miR-34a-5p 对 PCOS 的诊断价值比 FF 更高。细胞实验表明,过表达 miR-34a-5p 会抑制 KGN 细胞的增殖,促进细胞凋亡;相反,抑制 miR-34a-5p 则会促进细胞增殖,减少细胞凋亡。进一步研究发现,miR-34a-5p 能够直接靶向 JAG1 基因的 3’非翻译区(3’UTR),抑制其表达。敲低 JAG1 基因的表达同样会抑制 KGN 细胞的增殖并诱导凋亡。
生物信息学分析和实验结果还显示,miR-34a-5p 的靶基因在 Notch 信号通路中显著富集。过表达 miR-34a-5p 会下调 Notch 信号通路中关键蛋白 JAG1、Notch1、NICD、Hes1 和 Hey1 的表达,表明 miR-34a-5p 可以通过抑制 Notch 信号通路来影响细胞的增殖和凋亡。同时,研究人员还发现,同时转染 miR-34a-5p 模拟物和 JAG1 激动剂能够部分逆转 miR-34a-5p 对细胞增殖的抑制作用和促凋亡作用,进一步证实了 miR-34a-5p 是通过调节 JAG1/Notch 信号通路来影响 GCs 的功能。
总的来说,这项研究表明 miR-34a-5p 通过调节 JAG1/Notch 信号通路,影响了 GCs 的增殖和凋亡,进而在 PCOS 的发病机制中发挥重要作用。血清 miR-34a-5p 有望成为 PCOS 的诊断标志物,而 miR-34a-5p 也可能是治疗 PCOS 的潜在新靶点,为改善 PCOS 患者的生殖健康提供了新的方向。不过,研究也存在一些局限性,比如样本量较小,研究范围仅局限于成熟卵泡的 GCs,而且 JAG1 通路激动剂是否通过 Notch 信号通路特异性调节细胞增殖和凋亡还需要进一步研究,未来还需要更多的研究来深入探讨这些问题。