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维生素 D 缺乏(VDD)和过量(VDO)问题日益凸显。为探究其对雌性小鼠生殖的影响,研究人员构建相关小鼠模型。结果发现,VDD 和 VDO 显著影响激素水平、卵泡发育及类固醇生成相关基因表达。这为女性生殖健康研究提供重要依据。
在人体健康的复杂拼图中,维生素 D(VitD)占据着独特而关键的位置。它可不只是帮助人体吸收钙、维持骨骼健康的 “小能手”,近年来的研究发现,它在许多生理过程中都扮演着重要角色,尤其是在生殖健康领域。然而,目前维生素 D 缺乏(VDD)和过量(VDO)的情况屡见不鲜。据估计,全球约有 10 亿人饱受 VDD 之苦,这与人们的饮食习惯、日照不足等因素密切相关;而 VDO 则主要源于人们自行过量补充维生素 D,其潜在危害同样不容小觑。但维生素 D 在生殖健康方面的具体作用机制,特别是 VDD 和 VDO 对卵泡发育和类固醇生成的影响,仍存在诸多未解之谜。为了深入探究这些问题,来自伊朗 Royan 生物技术研究所(Reproductive Biomedicine Research Center, Royan Institute for Biotechnology)的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为解开维生素 D 与生殖健康之间的复杂关系提供了重要线索。
研究人员为了深入剖析维生素 D 与生殖健康的关联,采用了多种技术方法。首先,他们构建了不同的小鼠模型,包括正常血钙和低血钙的 VDD、VDO 小鼠模型。通过给予小鼠特定的饮食和药物干预,精确调控小鼠体内维生素 D 和钙的水平。然后,运用放射免疫分析法(RIA)检测血清中 25 (OH) D3、钙以及多种激素(如孕酮、雌二醇、睾酮、促黄体生成素(LH)和促卵泡生成素(FSH))的水平。利用酶光度法测定血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)水平。借助组织学染色技术,对卵巢组织进行染色,观察不同发育阶段卵泡的分布和形态。采用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)分析类固醇生成关键基因(CYP11A1、3β-HSD 和 CYP19A1)的表达水平。
评估不同组小鼠维生素 D 和钙水平
研究人员通过给予小鼠不同的处理,成功改变了小鼠体内维生素 D 和钙的水平。给予帕立骨化醇(paricalcitol)和特定饮食的 VDD 小鼠(VitD-Ca-和 VitD-Ca 组),血清 25 (OH) D 水平显著降低;而补充骨化三醇(calcitriol)的 VDO 小鼠(VitD+Ca 组),25 (OH) D 水平大幅升高。在钙水平方面,给予唑来膦酸(zoledronic acid)和特定饮食的低血钙小鼠(VitD Ca-和 VitD-Ca-组),血清钙水平明显下降;而 VitD+Ca 和 VitD Ca 组小鼠的血钙水平与对照组相当。
血清维生素 D 和钙水平对肝功能的影响
研究发现,VDD 小鼠的 ALT 和 AST 水平显著升高,且不受钙水平的影响。这表明 VDD 可能引发肝脏的炎症反应。相反,VDO 且血钙正常的小鼠,其 ALT 和 AST 水平显著降低;而正常 VitD 但低血钙的小鼠,这两种酶的水平与对照组无差异。
血清维生素 D 和钙水平对血清 LH、FSH、孕酮、雌二醇和睾酮水平的影响
VDD 小鼠的血清 LH 和 FSH 水平显著降低,雌二醇水平下降,睾酮水平升高;而 VDO 小鼠的 LH 水平升高,睾酮水平降低。这些激素水平的变化表明,VDD 和 VDO 会对生殖内分泌系统产生明显的干扰,影响正常的生殖功能。
血清维生素 D 和钙水平对各级卵泡的影响
VDD 小鼠在卵泡发育的各个阶段,卵泡数量均显著减少。VDO 小鼠除初级卵泡数量较少外,其他阶段卵泡数量大多无明显差异;正常 VitD 但低血钙的小鼠,原始卵泡和初级卵泡数量较低。同时,VDD 小鼠各级卵泡中闭锁卵泡与总卵泡数的比例显著下降,这意味着卵泡的激活可能受到了更大的影响。
血清维生素 D 和钙水平对 CYP11A1、3β-HSD 和 CYP19A1 基因相对表达的影响
VDD 会导致 CYP11A1 基因显著过表达,CYP19A1 基因表达显著下降,在钙缺乏时 3β-HSD 表达略有增加。而 VDO 对 CYP19A1 转录本积累无影响,但会显著降低 CYP11A1 和 3β-HSD 的表达水平。这说明 VDD 和 VDO 对类固醇生成相关基因的表达具有不同的调控作用,进而影响卵巢的类固醇生成功能。
在讨论部分,研究人员指出,本研究进一步证实了维生素 D 在女性生殖健康中的重要作用。VDD 和 VDO 对卵泡发育和生殖性能有着广泛而深刻的影响,且维生素 D 和钙在调节女性生殖功能方面部分独立发挥作用。VDD 会导致肝脏酶活性升高,可能引发炎症反应;在卵巢方面,会减少成熟卵母细胞数量,降低生育力和后代存活率。VDO 虽然会增加成熟卵母细胞数量,但会降低其发育能力和后代存活率。此外,研究还发现维生素 D 对卵泡激活、发育和闭锁都有重要影响,且在调节类固醇生成相关基因表达方面起着关键作用。这一研究成果为临床提供了重要的启示,对于面临不孕问题的女性,检测维生素 D 水平并进行合理补充可能具有重要意义。同时,研究人员也指出了本研究的局限性,如未深入探索其他内分泌途径以及维生素 D 与炎症、氧化应激之间的关系,未来需要更多的研究来进一步完善对维生素 D 在哺乳动物生理学中复杂作用的认识。
总的来说,这项研究通过对小鼠模型的深入研究,揭示了维生素 D 缺乏或过量对女性生殖健康的多方面影响,为后续的临床研究和治疗提供了重要的理论基础,也为进一步探索维生素 D 在生殖健康领域的作用指明了方向。