饮水给予来曲唑持续诱导小鼠多内分泌代谢性卵巢综合征（PMOS）样表型

《Journal of Neuroendocrinology》：Sustained induction of PMOS-like phenotype in mice exposed to letrozole in drinking water

　　

多内分泌代谢性卵巢综合征（PMOS；旧称多囊卵巢综合征）是影响育龄女性最常见的内分泌疾病，以卵巢功能障碍和高雄激素血症为特征，约50%的PMOS患者还存在包括胰岛素抵抗（IR）和肥胖在内的代谢紊乱。有效的临床前模型对于评估治疗干预至关重要。然而，当前通过芳香化酶抑制诱导高雄激素血症的小鼠模型通常依赖来曲唑皮下植入物，这需要外科操作，并且难以在全面药物评估所需的较长时间内维持PMOS样表型。研究人员假设口服来曲唑给药可长期维持综合征样特征。雌性小鼠通过皮下植入物（约1.67 mg/kg/天，持续70天）或饮水口服（约1 mg/kg/天，最长130天）接受来曲唑。通过阴道细胞学监测动情周期。进行激素、代谢和组织学评估。皮下来曲唑植入物仅维持高雄激素、代谢和生殖表型约50天，而口服来曲唑给药维持完全无排卵至少100天，保持持续间情期。与安慰剂治疗相比，口服来曲唑治疗在整个治疗期间（18周）产生全面的PMOS样特征，包括睾酮水平显著升高、黄体生成素（LH）浓度、脉冲频率和振幅增加、下丘脑雄激素受体（AR）表达增强、下丘脑孕酮受体（PR）表达降低、囊性样卵巢形态、体重增加、胰岛素敏感性受损和脂肪量升高。子宫重量未降低，提示循环雌激素浓度正常。这些发现表明，口服来曲唑给药提供了一种更易实施的给药方法，可持续诱导PMOS样表型。该方法有效维持全面评估所需的生殖和代谢特征，从而增强该模型在PMOS治疗干预研究中的实用性。

多内分泌代谢性卵巢综合征（PMOS，女性常见内分泌代谢紊乱）是育龄女性最常见的内分泌疾病之一，以卵巢功能障碍和高雄激素血症（hyperandrogenism，雄激素水平升高）为核心特征，约50%患者合并胰岛素抵抗（IR，机体对胰岛素反应减弱）和肥胖等代谢异常。当前治疗多为对症处理，难以针对病因，因此需要可靠的临床前模型。下丘脑-垂体-性腺轴（HPG轴，调控生殖的内分泌轴）功能紊乱、黄体生成素（LH，垂体促性腺激素）脉冲增强及高雄激素血症在PMOS发生中具有重要意义。来曲唑诱导小鼠模型可同时再现生殖和代谢表型，但现有皮下植入方案需外科操作，且90天释放期内表型维持时间有限，难以满足长期药物评估。研究人员因此先评估皮下植入70天后的PMOS样表型，再假设饮水口服来曲唑可更持续、可重复且非侵入地维持PMOS样表型。研究通过3个实验比较皮下植入与饮水给药的持续时间，并评估长期饮水给药对生殖、代谢和神经内分泌表型的影响。结果提示，饮水给药可长期维持高雄激素、无排卵、LH脉冲增强、胰岛素敏感性受损及卵巢形态异常，为PMOS长期机制和治疗干预研究提供了更实用的模型。

关键技术方法（不超过250字）：研究使用University of Otago Biomedical Research Facility繁育饲养的野生型C57BL/6雌鼠，25–26日龄开始实验。实验1给予来曲唑皮下植入（约0.05 mg/day）或安慰剂70天；实验2给予饮水来曲唑（约0.03 mg/day）或安慰剂70天；实验3给予饮水来曲唑或安慰剂130天。通过阴道细胞学监测动情周期；ELISA检测血浆睾酮和LH；以子宫重量反映雌激素活性；免疫组化检测弓状核（ARC）AR和PR表达；记录体重，采用定量磁共振（QMR）评估体成分；进行空腹血糖和胰岛素耐量试验（ITT）；采集LH脉冲；H&E染色评估卵巢组织学。

研究结果：
3.1 Experiment 1: Limited effective duration from letrozole delivered via subcutaneous implants（实验1：皮下植入来曲唑的有效持续时间有限）。3.1.1 Validation：皮下植入后30天睾酮升高，50天时该效应消失；70天子宫重量无显著差异。3.1.2 Metabolic phenotype：来曲唑植入组体重自19天起升高，但70天时效应不再明显；70天空腹血糖及ITT无显著差异。3.1.3 Reproductive phenotype：7–28天和28–49天动情周期数减少，49–70天差异不显著；65–70天LH浓度和脉冲频率无显著差异。表明皮下植入可诱导PMOS样表型，但有效持续时间有限。

3.2 Experiment 2: Efficacy of letrozole delivered in drinking water (LET-DW)（实验2：饮水给予来曲唑的效用）。3.2.1 Validation：饮水给药后24天和62天睾酮均显著升高；70天子宫重量无显著差异。3.2.2 Steroid receptors expression：ARC内AR⁺细胞显著增加，PR⁺细胞显著减少。3.2.3 Metabolic phenotype：体重自40天起至70天显著增加；脂肪质量百分比升高（约14% vs 10%），瘦体重和游离体液无差异；空腹血糖无显著差异，但ITT显示胰岛素敏感性受损。3.2.4 Reproductive phenotype：对照组呈规律4–5天动情周期，LET-DW组持续间情期；周期数显著减少；囊性卵泡增多、黄体减少。表明饮水给药70天可产生较全面的PMOS样生殖、神经内分泌和代谢表型。

3.3 Experiment 3: Long-term efficacy of letrozole delivered in drinking water（实验3：饮水给予来曲唑的长期效用）。130天时体重仍增加，80–95天仍无动情周期，127天睾酮仍升高。3.3.1 LH pulsatility：127天时平均LH浓度、LH脉冲频率和脉冲振幅均显著升高。3.3.2 Ovarian morphology：卵巢增大，闭锁卵泡和出血性囊肿增多，黄体减少，次级卵泡减少。表明饮水给药可长期维持PMOS样表型及LH脉冲异常。

讨论部分总结：讨论指出，来曲唑诱导模型可再现PMOS生殖和代谢特征，但表型持续时间取决于给药方式；本研究中皮下植入的有效性约在50天后减弱，代谢表型约70天消退，限制长期研究。饮水给药避免手术植入和反复灌胃，减少操作应激及材料与人力成本，适合较大队列和长期治疗；尽管小鼠来曲唑半衰期较短（约2.6 h，人类约42 h），光期采样仍显示睾酮持续升高，支持饮水给药的持续药效。表型时间上，动情周期紊乱约在10天出现，体重差异约在40天出现，提示生殖功能障碍早于可检测的代谢表型，但研究未纵向评估各指标最早出现时间。长期给药引起持续间情期、囊性样卵巢形态、黄体缺失、次级卵泡减少及卵巢增大，提示卵泡动态和排卵受损；LH浓度及脉冲频率、振幅升高符合PMOS神经内分泌紊乱。ARC内AR表达升高、PR表达降低可能与GnRH/LH脉冲调控有关，但PR降低不能直接证明孕酮反馈受损。子宫重量未降低提示子宫雌激素活性未大幅下降，但不能据此确定循环雌激素正常。研究亦不能区分LH脉冲增强来自下丘脑驱动还是垂体反应。研究结论（原文末段译文）：综上，研究人员的发现表明，通过饮水给予来曲唑提供了一种简单且持续的方法，可在小鼠中产生长期PMOS样表型；该方法在至少127天内维持生殖、卵巢、神经内分泌和代谢异常，且无需手术植入或反复灌胃；因此，饮水给药为慢性高雄激素血症和PMOS的长期研究提供了一种实用且非侵入性的替代方案。