孫立峰，全軍民

(北京大學(xué)深圳研究生院，化學(xué)生物學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，腫瘤化學(xué)基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518055)

慢性疾病指非傳染性，病程長(zhǎng)且病情遷延不愈的疾病總稱(chēng)。這類(lèi)疾病包括癌癥、高血壓、糖尿病等。隨著人均壽命延長(zhǎng)，慢性病的發(fā)生率增加。在研究多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome，PCOS)相關(guān)問(wèn)題過(guò)程中發(fā)現(xiàn)高雄激素化動(dòng)物模型表現(xiàn)了多種疾病癥狀，包括脂代謝紊亂、慢性炎癥等，具有慢性疾病特征，因此慢性疾病的研究可以借助這一類(lèi)模型加以開(kāi)展實(shí)施。

給予外源雄激素刺激可以導(dǎo)致動(dòng)物血液雄激素濃度增加，伴隨生殖、代謝紊亂癥狀表現(xiàn)。作為研究對(duì)象，這些動(dòng)物便是高雄激素化動(dòng)物模型。高雄激素化動(dòng)物模型廣泛用于高雄激素血癥、PCOS相關(guān)研究。PCOS主要癥狀為臨床/生化高雄激素血癥、稀缺排卵、多囊性卵巢，此外還會(huì)表現(xiàn)的癥狀包括胰島素抵抗、高血糖、高血脂、脂肪肝、動(dòng)脈粥樣硬化、失眠等。現(xiàn)有信息顯示，雄激素化動(dòng)物模型應(yīng)用于生殖、代謝癥狀的研究具有合理性，并且適用于研究相應(yīng)內(nèi)容。而進(jìn)一步分析這些信息我們還會(huì)知道哪些研究需要補(bǔ)充，哪些研究方法可以改善當(dāng)前模型局限性。

雄激素化動(dòng)物模型以脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone，DHEA)和雙氫睪酮(dihydrotestosterone，DHT)誘導(dǎo)的高雄激素化大、小鼠最為常用。當(dāng)前綜述的目的在于促進(jìn)不同領(lǐng)域的研究者了解以上兩種雄激素建立的嚙齒動(dòng)物疾病模型，進(jìn)而更好利用這些模型研究不同的問(wèn)題。之前對(duì)這些動(dòng)物模型的綜述僅關(guān)注生殖特征，而鮮有代謝等內(nèi)容的報(bào)道。本綜述在總結(jié)生殖特征的同時(shí)還會(huì)討論：肥胖、糖代謝、脂代謝、心血管癥狀、慢性炎癥和生物節(jié)律紊亂。

1 動(dòng)物模型的建立

1.1 DHEA嚙齒動(dòng)物模型的建立過(guò)量的雄激素會(huì)引起多毛癥、排卵障礙和囊性卵巢，這些癥狀普遍存在于PCOS患者群體。PCOS患者，相對(duì)健康女性，有更高濃度的血清DHEA，高達(dá)2.6倍[1]。同時(shí)，PCOS患者表現(xiàn)癥狀多開(kāi)始于青春期，此時(shí)DHEA及其衍生物是主要的雄激素活性形式[2]。根據(jù)以上信息，研究提出假說(shuō)——雄激素、DHEA、誘導(dǎo)了PCOS樣癥狀。

在1962年，Roy[3]使用DHEA處理大鼠，使大鼠表現(xiàn)了囊性卵泡特征。1991年，Lee等[4]首次報(bào)道DHEA處理大鼠可以表現(xiàn)高雄激素血癥、動(dòng)情周期紊亂、囊性卵泡等PCOS樣癥狀。2008年，有報(bào)道顯示DHEA處理小鼠也具有大鼠類(lèi)似的癥狀[2]。這些嚙齒動(dòng)物模型的制作過(guò)程描述如下：22-27日齡(青春期前)雌性大鼠(小鼠)每天接受DHEA皮下注射(劑量為60 mg·kg-1體質(zhì)量，溶解于0.1-0.2 mL的中性油)，持續(xù)20 d[4]。

1.2 DHT嚙齒動(dòng)物模型的建立雖然DHEA可以誘導(dǎo)PCOS樣癥狀，但是DHEA在體內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)化為雌二醇(estradiol，E2)——一種雌激素，以致難以確定癥狀的產(chǎn)生是雌激素的作用還雄激素的作用。為了避免這種困擾，研究者嘗試用不能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に氐腄HT——一種雄激素取代DHEA來(lái)建模[5]。DHT建模也有病理基礎(chǔ)，因?yàn)镈HT在PCOS群體中是健康群體中血液濃度的1.7倍[5]。

在2007年， Manneras首次報(bào)道了持續(xù)暴露于DHT刺激可以誘導(dǎo)大鼠表現(xiàn)PCOS樣癥狀[5]。在2012年，Houten報(bào)道DHT處理小鼠也可以表現(xiàn)PCOS樣癥狀。DHT處理過(guò)程如下：將21日齡大鼠(小鼠)皮下埋置DHT緩釋片，緩釋片包含7.5 mg DHT(小鼠用緩釋管含有2.5 mg DHT),每天的劑量約為83 μg(27.5 μg)，動(dòng)物被處理60-90 d[5-6]。

2 動(dòng)物模型生殖特征的分析

2.1 動(dòng)情周期紊亂的分析DHEA和DHT處理的大、小鼠具有動(dòng)情周期紊亂癥狀，如持續(xù)間情期或持續(xù)動(dòng)情期[4-6]。月經(jīng)紊亂(人)和動(dòng)情周期紊亂(鼠)反應(yīng)的是子宮功能相關(guān)的生殖異常。PCOS具有月經(jīng)過(guò)少癥狀。

但是，如果DHEA刺激的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)從20 d延長(zhǎng)到90 d，那么DHEA處理小鼠與對(duì)照組小鼠動(dòng)情周期無(wú)明顯差異[7]。一種可能的解釋是，在DHEA處理20 d的實(shí)驗(yàn)中，小鼠處于41日齡，它們沒(méi)有完成性成熟(35-45日齡)和機(jī)體成熟(65-75日齡)，它們沒(méi)有能力高效的轉(zhuǎn)化DHEA以維持激素穩(wěn)態(tài)，因而導(dǎo)致了卵巢、子宮生殖器官的形態(tài)和功能異常。而處理90 d的實(shí)驗(yàn)中，小鼠處于101日齡，它們達(dá)到了機(jī)體成熟的狀態(tài)，能夠及時(shí)的轉(zhuǎn)化DHEA，緩解、避免相應(yīng)癥狀。這提示DHEA處理應(yīng)在青春期內(nèi)進(jìn)行，并在青春期內(nèi)完成相關(guān)癥狀、指標(biāo)的觀(guān)察、檢測(cè)。

另外，DHT可能對(duì)陰道上皮細(xì)胞具有直接作用。正如腦、卵巢組織器官特異性敲除雄激素受體(androgen receptor，AR)小鼠中觀(guān)察到的，當(dāng)AR在腦或卵巢中敲除時(shí)，雖然PCOS相關(guān)癥狀，如囊性卵巢、脂肪肝等得到緩解，但是小鼠仍表現(xiàn)動(dòng)情周期紊亂癥狀，陰道涂片中含有大量白細(xì)胞[8]。由于這一現(xiàn)象機(jī)制尚不清楚，因此需補(bǔ)充雄激素對(duì)子宮直接作用相關(guān)研究，涉及上皮細(xì)胞分化、局部免疫反應(yīng)。DHEA和DHT模型均適用研究月經(jīng)紊亂疾病。

2.2 卵巢形態(tài)異常的分析無(wú)論是DHEA還是DHT，都可以誘導(dǎo)大、小鼠表現(xiàn)囊性卵巢。囊性卵泡的特征是完整的卵泡膜包裹著被擠壓變薄的顆粒細(xì)胞層，中間是充滿(mǎn)液體的空腔。這些卵泡的壁層顆粒細(xì)胞數(shù)目減少，血管化的卵泡膜內(nèi)層缺失[4-6]。雖然在囊性卵巢中仍有正常的卵泡存在，但是閉鎖卵泡等畸形卵泡數(shù)量是增加的[4，6]。PCOS患者常有多囊性卵巢癥狀，表現(xiàn)為卵巢體積增加(單側(cè)卵巢體積≥10 mL)，小卵泡數(shù)目增加(≥25個(gè))，卵巢基質(zhì)肥大。

DHEA使用的劑量和處理持續(xù)時(shí)長(zhǎng)決定著囊性卵巢的產(chǎn)生和嚴(yán)重程度[3-4]。給大鼠注射不同劑量DHEA(0.1、0.3、1、3、10、30 mg·kg-1)，囊性卵巢僅在10、30 mg·kg-1處理組中被觀(guān)察到[3]。處理后d 10可以看到卵巢中出現(xiàn)囊性卵泡，d 20大約88%的大鼠會(huì)表現(xiàn)囊性卵巢癥狀[7]。值得注意的是，當(dāng)DHEA處理的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)由20 d延長(zhǎng)到90 d，小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，DHEA組和對(duì)照組卵巢形態(tài)無(wú)明顯差別[4]。

以上信息提示，高雄激素誘導(dǎo)的卵巢囊性改變是可逆的，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。去除PCOS樣小鼠外源DHT，經(jīng)1個(gè)月的飼養(yǎng)后，卵巢形態(tài)明顯恢復(fù)，囊性卵泡減少，黃體出現(xiàn)，卵巢基質(zhì)增生得到緩解[9]。

通常認(rèn)為高雄激素血癥干擾大腦中的神經(jīng)環(huán)路，破壞了性激素反饋機(jī)制和促性腺激素分泌規(guī)律，從而導(dǎo)致排卵障礙。如給予神經(jīng)細(xì)胞特異性敲除AR小鼠DHT處理，這種處理會(huì)導(dǎo)致野生型小鼠表現(xiàn)PCOS樣癥狀，基因敲除鼠雖在卵巢中出現(xiàn)囊性卵泡，但同時(shí)出現(xiàn)了與健康小鼠相似的黃體數(shù)目[8]。與此類(lèi)似，將全身性敲除AR的小鼠進(jìn)行DHT處理，處理過(guò)程中用外源野生型小鼠的卵巢取代原有卵巢，處理結(jié)束時(shí)可以觀(guān)察到這些小鼠具有規(guī)律的動(dòng)情周期和正常的黃體數(shù)目，但是也有囊性卵泡存在[8]。對(duì)囊性卵泡存在的一種推測(cè)是卵泡細(xì)胞自身的AR也在囊性卵泡的形成中起到了作用。與卵泡細(xì)胞不同，卵巢基質(zhì)細(xì)胞似乎明顯受神經(jīng)細(xì)胞AR的控制，在以上兩種基因缺失小鼠中均未出現(xiàn)卵巢基質(zhì)增生現(xiàn)象[8]。由于雄激素對(duì)不同細(xì)胞作用差異性不甚清楚，因此需補(bǔ)充雄激素對(duì)卵巢不同細(xì)胞，卵泡細(xì)胞和卵巢基質(zhì)細(xì)胞的作用相關(guān)研究，涉及細(xì)胞的代謝、分化和凋亡。

DHT處理的大鼠具有卵巢質(zhì)量降低、體積減小的特征[5]，這與PCOS患者表現(xiàn)的癥狀相反。這可能與DHT處理動(dòng)物生長(zhǎng)卵泡更少有關(guān)。PCOS多囊性卵巢的一個(gè)特征是生長(zhǎng)卵泡數(shù)目的增加，但是DHT處理的動(dòng)物沒(méi)有這一癥狀。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在DHT處理小鼠僅存的有腔卵泡中，顆粒細(xì)胞黃體化受到了抑制(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示，在正常黃體化顆粒細(xì)胞表達(dá)的CYP11A1等黃體化標(biāo)記物在DHT處理小鼠中是缺少的。mRNA分析顯示，DHT不僅抑制了顆粒細(xì)胞黃體化相關(guān)基因表達(dá)，還進(jìn)一步抑制了排卵相關(guān)基因表達(dá)，如Prlr、Lhcgr、Ptgfr、Areg、Tnfaip6、Ptgr1等。我們進(jìn)一步使用顆粒細(xì)胞進(jìn)行體外研究發(fā)現(xiàn)，DHT處理細(xì)胞可以導(dǎo)致類(lèi)似在體的顆粒細(xì)胞活性變化，說(shuō)明DHT對(duì)顆粒細(xì)胞有直接作用。DHT對(duì)小鼠的這一作用也可以通過(guò)短期的高濃度DHT處理實(shí)現(xiàn)。這可能是在AR卵巢外敲除后，仍有囊性卵泡形成的原因之一。而同時(shí)開(kāi)展的研究顯示，DHEA對(duì)顆粒細(xì)胞黃體化活性沒(méi)有明顯影響。另一方面，卵巢基質(zhì)增生也是PCOS患者中的普遍癥狀[10]，而這一癥狀DHT處理動(dòng)物較DHEA處理動(dòng)物更為嚴(yán)重。以上信息提示， DHEA和DHT模型都適用于以卵泡發(fā)育異常為特征的卵巢疾病，并且DHEA模型適用于卵泡過(guò)度生長(zhǎng)問(wèn)題的研究，而DHT模型則適用于有腔卵泡黃體化障礙的研究。此外，DHT模型還適用于如卵巢基質(zhì)細(xì)胞肥大等細(xì)胞代謝異常的研究。

2.3 血液性激素異常的分析DHEA和DHT誘導(dǎo)的高雄素化動(dòng)物血液對(duì)應(yīng)的外源雄激素處于高濃度。血液中高濃度的游離睪酮是PCOS重要診斷標(biāo)準(zhǔn)之一。除了睪酮水平異常，其它種類(lèi)的激素異常也在PCOS患者常見(jiàn)，如高頻率的促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone，GnRH)濃度波動(dòng)，高水平的黃體化激素(luteinizing hormone，LH)與促卵泡生成素(follicular stimulating hormone，F(xiàn)SH)比值，高濃度DHEA、DHT[10]、促乳素(prolactin，PRL)等。

與PCOS患者相似，長(zhǎng)時(shí)間高濃度DHEA處理動(dòng)物也表現(xiàn)血液激素異常。在DHEA誘導(dǎo)PCOS的大鼠模型建立時(shí)，研究者Lee便關(guān)注到了血液激素特征。在DHEA大鼠模型中，相對(duì)于無(wú)處理組，DHEA組大鼠血清具有更高濃度的雄激素[雄酮(androsterone，4A)、 睪酮(testosterone，T)、 DHT]、雌激素[(雌酮(estrone，E1)、 雌二醇(estradiol，E2)]、孕酮(progesterone，P4)和促乳素。在這次研究中，還發(fā)現(xiàn)催乳素、LH與囊性卵泡數(shù)目具有相關(guān)性，具有囊性卵泡的大鼠，相對(duì)無(wú)囊性卵泡的大鼠，血液中催乳素、LH水平更高[7]。使用高濃度DHEA持續(xù)刺激小鼠，也觀(guān)察到增加了血液中T、E2和P4的濃度[11]。此外，DHEA也升高了血液前列腺素E(prostaglandin E，PGE)、抑制素β濃度(inhibin β，INHB)[11]。

但是，在DHT動(dòng)物模型中沒(méi)有明顯的激素異常，無(wú)論是大鼠還是小鼠，DHT均未改變它們的血液P4、E2和T濃度[5，7]。并且，對(duì)于小鼠而言，是否有DHT刺激也不影響血液FSH和LH濃度[7]。與健康個(gè)體相比，抗繆勒管激素(anti-mullerian hormone，AMH)在PCOS患者也處于濃度過(guò)高狀態(tài)。但是，DHT處理的小鼠與無(wú)處理小鼠具有相同生長(zhǎng)卵泡數(shù)目的情況下，兩者的血液AMH沒(méi)有明顯差異[6]。雖然DHT沒(méi)有改變卵巢的激素合成分泌，但是它改變了卵巢對(duì)促性腺激素的反應(yīng)活性，DHT抑制了FSH誘導(dǎo)的雌激素合成過(guò)程(大鼠)[10]。

大鼠和小鼠由于自身可以合成充足的DHEA和DHT，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，而且存在調(diào)節(jié)機(jī)制，故可以維持其相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。因此需要補(bǔ)充“外源DHEA/DHT引起的DHEA/DHT合成相關(guān)變化與疾病條件下自發(fā)的合成變化可比性評(píng)估”。如已知在PCOS患者中常見(jiàn)卵巢高表達(dá)CYP17A1，但DHEA或DHT動(dòng)物模型呈現(xiàn)表達(dá)降低，提示DHEA/DHT雄激素化模型不適用于高雄激素血癥等問(wèn)題的研究。

3 動(dòng)物模型代謝特征的分析

3.1 肥胖的分析DHT或者DHEA處理都可以導(dǎo)致大鼠和小鼠有更高的體質(zhì)量獲得量，呈現(xiàn)肥胖傾向[5-7，12-13]。PCOS患者群體中約50%的個(gè)體處于肥胖狀態(tài)。

遺傳背景可以影響DHEA引起的體質(zhì)量增加。相較于BABLC小鼠，C57小鼠受到DHEA刺激后更早出現(xiàn)肥胖傾向。并且DHEA處理相同時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，C57小鼠有更高的體質(zhì)量獲得量[12]。但是，在DHEA導(dǎo)致體質(zhì)量增加時(shí)，脂肪質(zhì)量與體質(zhì)量比、內(nèi)臟脂肪質(zhì)量是下降的[13]。一種可能的解釋為DHEA增加體質(zhì)量不僅通過(guò)增加脂肪，還可能源于對(duì)肌肉組織的增加。延長(zhǎng)DHEA處理時(shí)間也不會(huì)明顯增加脂肪含量，如將DHEA處理C57小鼠的時(shí)間由20 d延長(zhǎng)到90 d，DHEA處理小鼠與無(wú)處理小鼠的脂肪細(xì)胞尺寸是相似的[7]。

高脂飲食可以促進(jìn)DHEA誘導(dǎo)的體質(zhì)量增加。雖然較單一高脂飲食相比，DHEA加高脂飲食處理小鼠具有更低體質(zhì)量值。但相較于單一DHEA處理，DHEA加高脂飲食使小鼠在處理期內(nèi)的d 5到d 20都具有更高的體質(zhì)量值，這時(shí)增加的體質(zhì)量源于增加的總脂肪質(zhì)量，尤其是內(nèi)臟脂肪質(zhì)量[13]。與此同時(shí)，可以觀(guān)察到兩組小鼠的瘦肉質(zhì)量與體質(zhì)量比值是沒(méi)有顯著差異的[13]。與單一DHEA刺激一樣，DHEA加高脂飲食也可以誘導(dǎo)卵巢囊性病變[13]。單一高脂飲食可以誘導(dǎo)動(dòng)物糖脂代謝紊亂，但囊性卵巢發(fā)生率低，且癥狀不典型。DHEA和高脂飲食存在交互作用， DHEA加高脂飲食誘導(dǎo)動(dòng)物表現(xiàn)多種癥狀更接近人的臨床表現(xiàn)。以上信息提示，外源DHEA刺激結(jié)合遺傳因素、飲食條件可以更有效的誘導(dǎo)體脂增加和肥胖的發(fā)生。單純DHEA刺激不適用于研究肥胖相關(guān)問(wèn)題，但DHT模型適用肥胖問(wèn)題的研究。

DHT處理的大鼠具有更高的體質(zhì)量值，此種狀態(tài)下體脂質(zhì)量和骨骼肌質(zhì)量都更重。但是增加的體質(zhì)量主要來(lái)源于體脂[5]。以脛骨前肌肉為例，雖然DHT引起了它的質(zhì)量增加，但是脛骨前肌與體質(zhì)量的比值卻在DHT刺激下是減小的[5]。與肌肉組織不同，脂肪組織，包括腹股溝脂肪、腹膜下脂肪，在質(zhì)量增加的同時(shí)，他們相對(duì)體質(zhì)量的比例也是增加的[5]。進(jìn)一步的形態(tài)學(xué)分析可以觀(guān)察到，與無(wú)處理小鼠相比，DHT處理大鼠有更大的脂肪細(xì)胞尺寸[5]。而對(duì)于小鼠來(lái)說(shuō)，DHT處理可以引起類(lèi)似于大鼠的體質(zhì)量、體脂、脂肪細(xì)胞尺寸變化[6-7，9]。

神經(jīng)細(xì)胞特異性的雄激素受體(AR)抑制能夠緩解DHT誘導(dǎo)的體質(zhì)量增加和脂肪細(xì)胞肥大。與野生型小鼠相比，神經(jīng)細(xì)胞特異性敲除AR的小鼠在DHT處理時(shí)肥胖傾向不明顯，并且脂肪細(xì)胞尺寸保持了相對(duì)較小的狀態(tài)[9]。但是，卵巢組織特異性缺失AR對(duì)DHT誘導(dǎo)的代謝癥狀則無(wú)明顯緩解作用[9]。以上信息提示，DHT引起的神經(jīng)細(xì)胞活性改變是體脂增加的前提。為了揭示雄激素影響體脂的途徑和方式，需要補(bǔ)充利用雄激素化動(dòng)物模型研究神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機(jī)制相關(guān)內(nèi)容。

去除雄激素化小鼠模型的外源DHT，模型小鼠相對(duì)無(wú)處理小鼠仍然更重，我們的研究提示至少在停止外源DHT刺激一個(gè)月內(nèi)是如此。在這時(shí)，卵巢形態(tài)與功能已得到明顯恢復(fù)。而在使用二甲雙胍緩解了DHT處理小鼠的血脂異常時(shí)，沒(méi)有明顯影響體質(zhì)量(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。以上信息提示肥胖，高體脂比率，不是雄激素引起卵巢、血脂異常的決定性因素。

3.2 糖代謝異常的分析PCOS患者群體中有70%的患者具有糖代謝紊亂癥狀，主要表現(xiàn)為胰島素抵抗。目前沒(méi)有報(bào)道DHEA對(duì)大鼠的糖代謝的影響，而現(xiàn)有的數(shù)據(jù)顯示DHEA沒(méi)有改變小鼠的糖代謝過(guò)程[12]。與DHEA不同，DHT可以擾亂大鼠和小鼠的糖代謝活動(dòng)[5-6]。DHT模型適用于糖代謝紊亂疾病的研究。雖然在不同的獨(dú)立研究中，糖代謝評(píng)價(jià)是可能通過(guò)不同指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的，這些方法包括空腹血糖、空腹胰島素、糖灌注率(glucose infusion rate，GIR)、糖耐量和胰島素敏感性指數(shù)，但是評(píng)價(jià)結(jié)果均支持以上DHEA、DHT展示的效應(yīng)。

DHEA誘導(dǎo)的PCOS小鼠沒(méi)有糖代謝紊亂癥狀。即便將DHEA處理的持續(xù)時(shí)間由20 d延長(zhǎng)到90 d，DHEA處理小鼠和無(wú)處理小鼠空腹血糖值是相似的[7]。雖然DHEA處理小鼠沒(méi)有出現(xiàn)血清胰島素增加的現(xiàn)象，但是肝組織可能存在糖代謝異常，如轉(zhuǎn)導(dǎo)胰島素信號(hào)的分子p-Akt在DHEA處理下，相較于無(wú)處理小鼠濃度降低[5]。遺傳背景對(duì)DHEA處理小鼠的糖代謝狀態(tài)影響有限，雖然C57/BL6小鼠表現(xiàn)高空腹血糖癥狀時(shí)BALB/c小鼠卻維持血糖在正常水平，但是DHEA處理與否沒(méi)有引起同一品種小鼠糖代謝的明顯差異[12]。高脂飲食結(jié)合DHEA處理小鼠表現(xiàn)糖代謝異常，與單一高脂飲食相比，DHEA加高脂飲食處理小鼠的這些癥狀更嚴(yán)重，DHEA和高脂飲食存在交互作用。與單一DHEA處理相比，DHEA結(jié)合高脂飲食處理的小鼠表現(xiàn)了胰島素抵抗、葡萄糖耐受癥狀[12]，適用于糖代謝紊亂疾病的研究。

DHT模型具有糖代謝異常癥狀，無(wú)論是大鼠還是小鼠。DHT處理導(dǎo)致大鼠葡萄GIR降低、胰島素敏感性指數(shù)減小，表現(xiàn)胰島素抵抗癥狀[5]。小鼠也表現(xiàn)類(lèi)似的糖代謝異常，如腹腔注射葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到，在注射葡萄糖后的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均是DHT小鼠具有更高的血糖值[6]。雖然DHT處理小鼠胰島素水平?jīng)]有明顯變化。以胰腺的胰島β細(xì)胞功能紊亂為特征的糖代謝紊亂在PCOS群體中較為常見(jiàn)，可能DHT能夠引起胰島β細(xì)胞發(fā)生相應(yīng)的變化[14]。大鼠實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，是否DHT處理對(duì)基礎(chǔ)胰島素分泌沒(méi)有影響，但是DHT處理降低了胰島在葡萄糖刺激下的胰島素合成分泌(glucose-stimulated insulin secretion，GSIS)[14]。DHT處理還導(dǎo)致了線(xiàn)粒體增殖、氧消耗和三磷酸腺苷合成相關(guān)基因的表達(dá)抑制[14]。相對(duì)未處理大鼠，來(lái)自DHT處理大鼠的胰島含有更高濃度的AR蛋白。并且使用flutamide拮抗AR活性，或使用siRNA降低AR表達(dá)，可以緩解DHT引起的GSIS紊亂。據(jù)此可以進(jìn)一步推測(cè)，DHT以AR依賴(lài)的方式，通過(guò)破壞線(xiàn)粒體功能，誘導(dǎo)β細(xì)胞功能紊亂[14]。

GSIS紊亂會(huì)增加PCOS相關(guān)癥狀的風(fēng)險(xiǎn)，如心血管疾病。Tepavevi等發(fā)現(xiàn)，DHT雖然沒(méi)有改變心臟細(xì)胞胰島素受體、胰島素受體底物1和下游分子Akt的表達(dá)，但是它抑制了GLUT1/4，導(dǎo)致了糖攝取障礙。因?yàn)橐葝u素在機(jī)體細(xì)胞存在廣泛活性，但目前研究有限，因此需要補(bǔ)充雄激素刺激下不同種類(lèi)細(xì)胞的胰島素反應(yīng)活性變化。

3.3 脂代謝異常的分析對(duì)脂代謝的影響，DHEA和DHT具有差異。脂代謝紊亂常見(jiàn)高濃度血清總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)，低濃度血清高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)。PCOS群體中約50%的個(gè)體具有脂代謝紊亂癥狀。

DHEA誘導(dǎo)小鼠表現(xiàn)PCOS相關(guān)癥狀時(shí)沒(méi)有改變?nèi)硇缘闹x，包括血清TC、TG[5]。在肝臟局部，與未處理小鼠比，DHEA處理小鼠Cd36/Fat等降低脂肪積累的分子濃度增加，同時(shí)Srebp-1和Dgat2等促進(jìn)脂積累的分子濃度降低[13]。在外周和組織局部的有無(wú)變化方面，與血糖情況類(lèi)似。以上信息提示，DHEA引起以脂質(zhì)過(guò)度積累為特征的脂代謝紊亂可能性低，DHEA模型不適用脂代謝紊亂相關(guān)問(wèn)題研究。

高脂肪飲食能夠誘導(dǎo)DHEA處理小鼠發(fā)生脂代謝紊亂，與單一DHEA處理相比，高脂肪飲食結(jié)合DHEA處理小鼠具有更高的血清TC濃度、更低的血清TG濃度[13]。在肝臟，聯(lián)合處理較DHEA單獨(dú)處理小鼠減少了負(fù)責(zé)膽固醇穩(wěn)態(tài)的LXRs(liver X receptors)表達(dá)[13]。DHEA結(jié)合高脂肪飲食可以誘導(dǎo)小鼠發(fā)生脂代謝紊亂。這種改良的DHEA模型適用于脂代謝紊亂相關(guān)問(wèn)題研究。

DHT處理的大鼠脂代謝也沒(méi)有出現(xiàn)異常，包括血漿TC、TG，此外，游離脂肪酸(free fatty acids，F(xiàn)FA)和高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein-cholesterol，HDL-C)也與未處理大鼠沒(méi)有明顯差別[5]。但是兩種調(diào)節(jié)脂代謝的激素，leptin 和 adiponectin， 在DHT處理大鼠與未處理大鼠間具有明顯差異，DHT處理大鼠具有更高水平的leptin和更低水平的adiponectin[5-6]。PCOS患者也具有類(lèi)似癥狀[15]。因?yàn)闆](méi)有相關(guān)報(bào)道，所以不確定DHEA處理的大鼠或小鼠是否leptin和adiponectin處于異常水平。與DHT處理大鼠有不同，DHT處理小鼠，相對(duì)未處理小鼠，具有更高的血清TC、TG濃度[7，9]。此外，DHT處理的大鼠或小鼠都具有脂肪細(xì)胞肥大[7-8]、肝細(xì)胞脂肪變性[7-8]癥狀。以上信息提示，DHT能引起以脂質(zhì)過(guò)度積累為特征的脂代謝紊亂，DHT小鼠模型適用于肥胖、非酒精性脂肪肝等疾病的研究。

抑制雄激素可以緩解糖脂代謝紊亂，但可能相比于改善卵巢功能較遲鈍。在我們的研究中，DHT誘導(dǎo)小鼠表現(xiàn)生殖、代謝癥狀后去除外源DHT，飼養(yǎng)小鼠30 d后進(jìn)行觀(guān)察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DHT處理小鼠的卵巢形態(tài)、基因表達(dá)趨向與無(wú)處理小鼠一致時(shí)，脂肪組織和肝臟形態(tài)和脂代謝相關(guān)基因表達(dá)仍處于異常狀態(tài)，但可以看到好轉(zhuǎn)趨勢(shì)[9]。與此同時(shí)，雖然去除了外源DHT，但與無(wú)處理小鼠比，處理小鼠具有血脂紊亂癥狀[9]。因?yàn)椴煌膱?bào)道描述DHT對(duì)血脂影響不同，但是不同的實(shí)驗(yàn)使用了不同類(lèi)型的樣本，如血清[9]、血漿[5]，因此需要補(bǔ)充樣本種類(lèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的相關(guān)研究。

3.4 心血管異常的分析目前僅見(jiàn)DHT處理大鼠相關(guān)的心血管疾病研究報(bào)道，而沒(méi)有使用DHEA、小鼠的案例。心血管疾病包括心臟疾病和血管疾病[1，16]。PCOS群體在表現(xiàn)高DHT雄激素血癥高發(fā)生率的情況下，PCOS患者更容易患心血管疾病[1]。例如PCOS群體中進(jìn)行性心肌梗塞的發(fā)生率是健康群體的7倍[17]。

血管內(nèi)皮功能紊亂是心血管疾病常見(jiàn)癥狀，DHT處理大鼠有內(nèi)皮功能紊亂、血壓高和血管舒張壓增加的癥狀[17-18]。在結(jié)構(gòu)上，DHT處理大鼠血管彈性蛋白含量增加，被動(dòng)血管腔直徑減小[16]。在功能上，DHT處理大鼠血管被動(dòng)舒張壓降低，腸系膜動(dòng)脈擴(kuò)張活性降低，血壓增加40-50%[16]。高血壓反映出DHT處理大鼠血管對(duì)乙酰膽堿(acetyl choline，ACh)反應(yīng)活性降低[16，18]。雖然DHT處理大鼠血管對(duì)ACh的敏感性沒(méi)有變化，但是ACh誘導(dǎo)的血管舒張程度變小[16]。血DHT濃度與血管腔最大擴(kuò)張有負(fù)相關(guān)關(guān)系，其它激素和體質(zhì)量與血管腔最大擴(kuò)張沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。DHT引起的血管舒張降低部分源于血管收縮因子前列腺素的增加。因?yàn)槭褂们傲邢俸铣擅窩OX抑制劑，或者前列腺素受體拮抗劑，可以恢復(fù)血管的正常功能[16]。同時(shí)，DHT也破壞了NO依賴(lài)型或非依賴(lài)型血管舒張，而且DHT還增加了血管對(duì)前列腺素誘導(dǎo)的血管收縮反應(yīng)活性[19]。

以上研究可以看出，DHT處理而成的雄激素化動(dòng)物模型，心血管疾病研究集中在血管舒張、調(diào)節(jié)活性，而動(dòng)脈粥樣硬化等病癥鮮有研究。由于高水平DHT可以誘導(dǎo)高脂血癥的發(fā)生，而高脂血癥是動(dòng)脈粥樣硬化的重要風(fēng)險(xiǎn)因素，因此存在DHT處理而成雄激素化動(dòng)物模型具有發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的可能。需要補(bǔ)充開(kāi)展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以更全面的揭示該模型的心血管狀態(tài)，探索機(jī)制和調(diào)節(jié)途徑問(wèn)題。

4 動(dòng)物模型慢性炎癥的分析

DHEA、DHT處理嚙齒動(dòng)物具有局部慢性炎癥反應(yīng)特征。大體表現(xiàn)為外周血中淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，特定的炎癥因子如CRP、IL-6、TNF-α等濃度增加[20]，局部組織器官表現(xiàn)為巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、天然免疫系統(tǒng)活躍、炎癥因子合成分泌增加。Kelly等最先報(bào)道了PCOS患者可能存在慢性炎癥。PCOS患者血液中具有更多的淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞，和更多的CRP、IL-6、TNF-α，這種特征在排除肥胖因素干擾后仍然存在，而且PCOS患者高發(fā)的糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化等與慢性炎癥具有相關(guān)性。如TNF-α可以干擾胰島素下游分子的磷酸化，阻礙胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致胰島素抵抗，繼發(fā)糖尿病。CRP與LDL形成的復(fù)合物會(huì)激活補(bǔ)體系統(tǒng)誘導(dǎo)泡沫細(xì)胞，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。

DHEA誘導(dǎo)表現(xiàn)PCOS樣癥狀的小鼠炎癥反應(yīng)不明顯[21]。與沒(méi)有處理小鼠比，這些小鼠的血液炎癥因子IFN-γ、TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-10、IL-12p70沒(méi)有明顯差異，并且內(nèi)臟脂肪組織的IL1β、TNF-α表達(dá)，和M1型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)也沒(méi)有差異。但是不能排除其它組織存在局部炎癥反應(yīng)的可能。在DHEA誘導(dǎo)表現(xiàn)PCOS樣癥狀的大鼠，卵巢組織表現(xiàn)了炎癥反應(yīng)特征，如大部分囊性卵泡顆粒細(xì)胞層高表達(dá)炎癥相關(guān)分子VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)、ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1)。此外，這些大鼠的腹膜腔免疫細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下炎癥因子合成分泌增加，這些炎癥因子為T(mén)NFa、IFN-γ、MCP-1、IL-6、IL-12P70、IL-10。DHEA促進(jìn)了腹膜腔、卵巢組織中免疫細(xì)胞表達(dá)VCAM-1、ICAM-1配體ICAM-1、VLA-4和LFA-1。并且在體外條件下，DHEA也誘導(dǎo)了CD4+細(xì)胞等免疫細(xì)胞產(chǎn)生類(lèi)似的反應(yīng)。

同為雄激素，均可經(jīng)AR發(fā)揮作用，DHT對(duì)炎癥反應(yīng)的誘導(dǎo)作用可能與DHEA類(lèi)似[22]。目前沒(méi)有報(bào)道DHT處理大鼠、或小鼠血液免疫細(xì)胞、炎癥因子的變化。已有的數(shù)據(jù)顯示，DHT可以改變卵巢局部M1型巨噬細(xì)胞、M2型巨噬細(xì)胞的比例，DHT處理大鼠15 d，卵巢有腔卵泡、排卵前卵泡中的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，M1/M2比例也增加，表現(xiàn)炎癥反應(yīng)活性，此時(shí)大鼠已有PCOS樣癥狀，如囊性卵泡。增加的M1型巨噬細(xì)胞一個(gè)可能作用是誘導(dǎo)顆粒細(xì)胞凋亡。在體外，1 μmol·L-1的DHT處理24 h，不會(huì)引起顆粒細(xì)胞的死亡，但是當(dāng)對(duì)顆粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)體系進(jìn)行相同處理時(shí)，顆粒細(xì)胞發(fā)生了明顯凋亡。是否M1還參與了其它PCOS樣癥狀的發(fā)生發(fā)展，還有待探索。DHT導(dǎo)致卵泡內(nèi)M1數(shù)量的增加可能是通過(guò)卵泡液中高濃度的chemerin實(shí)現(xiàn)的，M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)chemerin的受體CMKLR1。體外實(shí)驗(yàn)證明，chemerin可以誘導(dǎo)M1型巨噬細(xì)胞從低濃度向高濃度遷移。值得注意的是，DHT處理大鼠15 d，卵巢卵泡液中出現(xiàn)高濃度chemerin，而血液chemerin維持在正常水平。在DHT處理大鼠28 d時(shí)，卵泡液、血液均具有高濃度的chemerin。說(shuō)明DHT誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在局部與外周具有相對(duì)獨(dú)立性。

局部的炎癥反應(yīng)可能在一段時(shí)間內(nèi)存在波動(dòng)。DHT處理大鼠28 d，相對(duì)與15 d，巨噬細(xì)胞數(shù)量減少，M1/M2比例也減小。并且隨著M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)CMKLR1增加，表達(dá)CMKLR1的M1巨噬細(xì)胞數(shù)量驟然減少[24]。我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，DHT處理小鼠21 d表現(xiàn)血中性粒細(xì)胞比例增加，在35 d現(xiàn)象消失(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。以上信息提示，因?yàn)椴▌?dòng)的存在，對(duì)炎癥反應(yīng)水平的檢測(cè)應(yīng)有明確的檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)。DHEA和DHT模型適用于慢性炎癥的研究。

5 動(dòng)物模型生物節(jié)律紊亂的分析

僅有DHT處理小鼠具有生物節(jié)律紊亂的報(bào)道，而沒(méi)有DHEA、大鼠的相關(guān)報(bào)道。目前，研究者已經(jīng)確定DHT處理小鼠表現(xiàn)了雄激素依賴(lài)性的生理節(jié)律基因表達(dá)重編程，表現(xiàn)了不同組織器官普遍存在生物節(jié)律紊亂,過(guò)多的雄激素會(huì)導(dǎo)致不同組織器官間生物節(jié)律不匹配，具體表現(xiàn)如增加了組織依賴(lài)型的時(shí)相分布[23]。使用DHT處理小鼠，各種組織的Period 2(一種生物節(jié)律蛋白)發(fā)生不同變化，進(jìn)而影響了各組織振蕩器的活性。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均顯示DHT可以通過(guò)雄激素受體直接改變生物節(jié)律基因表達(dá)模式，進(jìn)而誘導(dǎo)內(nèi)源性的生物節(jié)律不匹配，這一過(guò)程便是雄激素依賴(lài)性的生理節(jié)律基因表達(dá)重編程。常見(jiàn)的生物節(jié)律紊亂疾病是睡眠紊亂，DHT可能適用于相關(guān)問(wèn)題的研究。

6 總結(jié)和展望

嚙齒動(dòng)物是常用的人類(lèi)疾病動(dòng)物模型，因?yàn)樗纳芷诙蹋逦倪z傳背景，成熟的基因編輯技術(shù)。DHEA或DHT誘導(dǎo)的高雄激素化動(dòng)物已經(jīng)在很多研究中被使用，這類(lèi)模型的建立機(jī)制是基于PCOS具有高雄激素血癥。實(shí)踐證明雄激素可以誘導(dǎo)多種癥狀，如囊性卵泡、慢性炎癥、胰島素抵抗、血管內(nèi)皮功能紊亂和肝脂肪變性等。這些癥狀在肥胖、糖尿病、高血壓等慢性疾病也多有表現(xiàn)。因此這類(lèi)模型適用于慢性疾病的研究。與其它因素誘導(dǎo)的模型相比，DHEA或DHT動(dòng)物模型有更高的成功率，表現(xiàn)癥狀更典型、多面等優(yōu)勢(shì)。此外，DHEA或DHT模型的局限性使其不能回答PCOS高雄激素血癥是怎樣發(fā)生的這類(lèi)問(wèn)題。而已發(fā)現(xiàn)的DHEA、DHT通過(guò)改變神經(jīng)系統(tǒng)活性、影響糖脂代謝、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激而引起不同癥 狀的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。