硒纳米颗粒通过激活PI3K/AKT通路和抑制铁死亡缓解环磷酰胺诱导的小鼠卵巢早衰

《Journal of Ovarian Research》：Selenium nanoparticles mitigate Cyclophosphamide-Induced premature ovarian failures in mice by activating PI3K/AKT signaling pathway and inhibiting ferroptosis

本研究针对化疗药物环磷酰胺(CTX)诱导的卵巢早衰(POF)这一临床难题，系统探讨了硒纳米颗粒(SeNPs)的治疗潜力。研究人员通过体内外实验证实，SeNPs能够有效恢复卵巢形态功能、促进卵泡发育，并首次揭示其通过激活PI3K/AKT信号通路和抑制铁死亡的双重机制发挥保护作用。该研究为纳米材料在生殖医学领域的应用提供了新的理论依据。

　　

当年轻女性面临癌症化疗时，常常需要承受一个残酷的"后遗症"——卵巢功能早衰(POF)。环磷酰胺(CTX)作为常用化疗药物，虽能有效杀伤肿瘤细胞，却会对卵巢造成不可逆损伤，导致患者提前失去生育能力。现有激素替代疗法(HRT)仅能缓解症状，无法真正修复卵巢功能，这成为生殖医学领域亟待突破的瓶颈。

近年来，纳米技术的兴起为解决这一难题带来新希望。其中，硒纳米颗粒(SeNPs)以其独特的生物相容性和抗氧化特性备受关注。但SeNPs是否能够对抗CTX对卵巢的破坏作用？其背后的分子机制又如何？这些问题一直未有明确答案。近期发表在《Journal of Ovarian Research》的研究首次系统揭示了SeNPs对抗化疗性卵巢损伤的全新机制。

研究人员通过建立CTX诱导的小鼠POF模型，采用组织病理学分析、激素检测、转录组测序等技术，结合体外颗粒细胞实验，多维度验证了SeNPs的治疗效果。研究发现，SeNPs能显著改善卵巢指数，恢复雌激素(E₂)、抗穆勒氏管激素(AMH)等关键激素水平，促进各级卵泡发育。机制研究表明，SeNPs通过激活PI3K/AKT生存信号通路，同时抑制铁死亡这种新发现的细胞死亡方式，从而保护颗粒细胞免受化疗药物损伤。

主要技术方法

本研究采用CTX诱导的小鼠POF模型，通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清激素水平，苏木精-伊红(HE)染色评估卵巢组织形态，转录组分析筛选差异表达基因，并结合体外颗粒细胞模型，利用蛋白质印迹(Western blot)、流式细胞术等技术验证关键信号通路。所有动物实验均经内蒙古医科大学伦理委员会批准。

Ameliorative effects of senps administration on CTX-Induced folliculogenesis disorder

组织学分析显示，CTX处理导致卵巢间质纤维化、炎症细胞浸润等病理改变，而SeNPs治疗组卵巢形态明显改善。卵泡计数结果表明，SeNPs显著增加原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡数量，同时减少闭锁卵泡比例。激素检测发现SeNPs能将雌二醇(E₂)水平从186.24±14.72 pM提升至258.28±7.53 pM，同时降低促卵泡激素(FSH)和促黄体生成素(LH)水平。

Protective effects of senps against CTX-Induced oxidative stress

氧化应激评估显示，SeNPs有效逆转了CTX引起的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性下降，降低丙二醛(MDA)含量。这表明SeNPs通过增强卵巢组织的抗氧化防御能力，减轻CTX导致的氧化损伤。

Ameliorative effects of senps administration on CTX-Induced DNA damages and apoptosis

隧道染色(TUNEL)和免疫组化结果显示，SeNPs显著减少CTX引起的DNA双链断裂标记物γH2A.X和P53蛋白表达，下调促凋亡基因Bax、Caspase-3的表达，同时上调抗凋亡基因Bcl-2，表明SeNPs能有效抑制颗粒细胞凋亡。

Molecular mechanisms underlying the ameliorative effects of senps on CTX-Induced POF

转录组分析鉴定出1476个CTX诱导的差异表达基因(DEGs)，KEGG富集分析显示这些基因显著富集于p53、JAK-STAT等与细胞死亡相关的通路。而SeNPs处理组的1535个DEGs主要富集于PI3K/AKT信号通路、谷胱甘肽代谢和铁死亡等通路，提示这些通路可能介导了SeNPs的保护作用。

Protective effects of senps on 4-HC-Induced granulosa cell dysfunction

体外实验表明，SeNPs能剂量依赖性地改善4-羟基环磷酰胺(4-HC)诱导的颗粒细胞活力下降和激素分泌异常。EdU染色和流式细胞术结果显示，SeNPs促进细胞增殖，缓解细胞周期阻滞。

Protective Effect of SeNPs Supplementation on 4-HC-Induced Downregulation of the PI3K/AKT Signaling Pathway in Granulosa Cell

蛋白质印迹分析证实，4-HC抑制PI3K和AKT的磷酸化水平，而SeNPs处理能显著恢复这两种关键信号的活化状态，表明PI3K/AKT通路在介导SeNPs保护作用中发挥关键角色。

Protective effect of senps supplementation on 4-HC-Induced ferroptosis in granulosa cells

研究发现SeNPs能显著降低4-HC引起的活性氧(ROS)积累，改善线粒体膜电位(MMP)崩溃，恢复谷胱甘肽(GSH)活性，降低铁离子含量。这些指标变化与铁死亡关键蛋白GPX4、SLC7A11的表达改变一致，证实SeNPs通过抑制铁死亡途径保护颗粒细胞。

本研究首次系统阐明了SeNPs通过双重机制对抗化疗性卵巢损伤的作用：一方面激活PI3K/AKT细胞生存信号通路，另一方面抑制铁死亡程序性细胞死亡。这种协同作用使得SeNPs能够有效保护卵巢储备功能，为临床防治化疗相关性卵巢损伤提供了新思路。值得注意的是，SeNPs在癌细胞中表现出抑制PI3K/AKT通路的相反作用，这种"智能"选择性使其在保护正常组织的同时不会促进肿瘤生长，显示出良好的应用前景。

该研究的创新性在于将纳米材料应用与生殖医学难题相结合，不仅拓展了纳米材料在生殖领域的使用范围，还为铁死亡这一新型细胞死亡方式在卵巢生理病理过程中的作用提供了新证据。未来研究可进一步探索SeNPs的临床转化路径，以及其在不同类型化疗药物引起的卵巢损伤中的普适性，为开发更安全有效的生育力保护方案奠定基础。