牛逸琳,陳爍,陳雨詩,何冬梅,尹永芹
(1.廣東藥科大學(xué),廣東 廣州 510006;2.惠州市中醫(yī)醫(yī)院,廣東 惠州 516001)
卵巢早衰(premature ovarian failure, POF)指女性40 歲前由于性激素水平紊亂而導(dǎo)致的卵巢功能障礙,臨床表現(xiàn)為月經(jīng)稀發(fā)、閉經(jīng)及潮熱、焦慮、抑郁等圍絕經(jīng)期癥狀,常伴有促卵泡激素(follicle stimulating hormone,FSH)和促黃體生成素(luteinizing hormone,LH)水平升高,雌激素(estradiol, E2)水平降低[1],是早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)的終末階段[2]。POF 的發(fā)病機制復(fù)雜,中醫(yī)認為其與腎虛、沖任虛衰有關(guān),研究表明自身免疫性因素、遺傳、代謝、藥物和感染等均可導(dǎo)致本病發(fā)生[3]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要以激素代替療法進行治療,雖可改善患者臨床表現(xiàn),但停藥后易復(fù)發(fā)且可能提高乳腺癌的發(fā)生率[4]。
益經(jīng)湯出自《傅青主女科》,其藥物包括熟地黃、白術(shù)、山藥、當歸、白芍、酸棗仁、牡丹皮、北沙參、柴胡、杜仲、人參,主要治療“年未老經(jīng)水斷”。傅氏認為:“經(jīng)原非血也……出自腎中”,“女子年未七七而經(jīng)水先斷者,人以為血枯經(jīng)閉也,誰知是心肝脾之氣郁乎!”方中以熟地黃滋補腎陰,杜仲溫補肝腎,白術(shù)、山藥補脾益氣,人參大補元氣,當歸、白芍養(yǎng)肝活血,酸棗仁養(yǎng)心安神,柴胡疏肝解郁,北沙參養(yǎng)陰生津,牡丹皮清熱涼血。余卉嬌[5]使用益經(jīng)湯對POF 患者進行治療,顯著改善月經(jīng)周期,降低血清中FSH 及E2水平。陶莉莉等[6]發(fā)現(xiàn)卵泡細胞的過快凋亡導(dǎo)致卵巢功能減退,加減益經(jīng)湯可增加卵巢Bcl-2 表達,減少Bax 表達,抑制卵泡細胞凋亡。萬云慧[7]發(fā)現(xiàn)使用加減益經(jīng)湯治療后的POF 患者血清FSH、LH 水平明顯降低,竇狀卵泡數(shù)量增加。益經(jīng)湯在調(diào)經(jīng)促孕方面療效較好,臨床常用其加減方治療卵巢早衰等婦科疾病,但其發(fā)揮作用的機制尚不清楚。課題組前期通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究益經(jīng)湯對POF 的作用通路主要為PI3K-AKT(PI3K-AKT signaling pathway)、癌癥中的蛋白多糖(proteoglycans in cancer)等。PI3K-AKT 信號通路參與細胞活化凋亡,調(diào)控卵泡的發(fā)育和閉鎖,同時FOXO3A 作為該通路下游轉(zhuǎn)錄因子之一,在細胞增殖、分化和凋亡中發(fā)揮重要作用。因此本文通過觀察益經(jīng)湯對POF 小鼠治療作用及PI3K/AKT/FOXO3A 的影響,探討其治療POF的作用機制。
SPF 級C57BL/6 小鼠40 只,5~6 周齡,雌性,體質(zhì)量15~25 g,購自廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心,生產(chǎn)許可證號:SCXK(粵)2022-0002。動物實驗操作經(jīng)廣東藥科大學(xué)實驗動物倫理委員會批準(gdpu‐lacspf2022034)。
注射用環(huán)磷酰胺(H2124176,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);戊酸雌二醇片(補佳樂,H20160679,拜爾醫(yī)藥保健有限公司廣州分公司);蘇木素伊紅(HE)染液(G1120,北京索萊寶科技有限公司);小鼠雌E2、FSH、LH、抗繆勒氏管激素(AMH)、孕酮(PROG)酶聯(lián)反應(yīng)吸附試驗ELISA試劑盒(MM-0566M1、MM-0555M1、MM-44039M1、MM-44202M1、MM-0568M1,廣州研賽生物制品有限公司);PI3K、AKT、FOXO3A 蛋白單克隆抗體(AF6241、AF6261、AF6020,Affinity Biosciences)。氯化鈉注射液(H22070710,廣東科倫藥業(yè)有限公司);異氟烷(H20020267,魯南貝特制藥有限公司);4%多聚甲醛通用型組織固定液(22291398,廣州碩譜生物科技有限公司)。
IMS-70 型全自動雪花制冰機(常熟市雪科電器有限公司);BX51 型光學(xué)顯微鏡(日本Olympus 公司);?80 ℃超低溫冰箱(青島海爾股份有限公司);FA2104型電子天平(上海舜宇恒平科技儀器有限公司);RM2016 病理切片機(上海徠卡儀器有限公司);H1650-W 臺式微量高速離心機(長沙湘儀離心機儀器有限公司);DK-8D 型三孔電熱恒溫水槽(上海一恒科技有限公司);Spectra MAX Plus384 型酶標儀(美谷分子儀器有限公司)。
益經(jīng)湯使用處方顆粒,由海東市平安正陽互聯(lián)網(wǎng)中醫(yī)醫(yī)院有限公司提供,全方與益經(jīng)湯原方一致。生藥由熟地黃30 g、麩炒白術(shù)30 g、北柴胡3 g、鹽杜仲3 g、酒當歸15 g、麩炒山藥15 g、人參6 g、牡丹皮6 g、北沙參9 g、酸棗仁9 g、炒白芍9 g 組成,生藥量135 g,顆粒劑1劑36 g,1 g相當于生藥量3.75 g。將益經(jīng)湯顆粒加蒸餾水調(diào)配成質(zhì)量濃度為0.32 g/mL和0.96 g/mL的藥液,低溫儲藏備用。
參考文獻[8]方法建立卵巢早衰模型,造模小鼠腹腔注射CTX 溶液。因CTX 具有自限性,采用首日腹腔注射60 mg/kg,2~15 日腹腔注射8 mg/kg,建立POF 小鼠模型,注射體積為10 mL/kg。空白組腹腔注射與模型組等量的生理鹽水,1 次/d,共15 d。注射結(jié)束24 h 后每日進行陰道涂片,移液槍吸取生理鹽水沖洗小鼠陰道2~3 次后進行涂片,自然風(fēng)干進行HE 染色。觀察小鼠陰道涂片,若出現(xiàn)動情周期紊亂則視為造模成功[9]。
選取動情周期規(guī)律的小鼠,隨機抽取6 只作為空白組,其余小鼠造模成功后,采用隨機數(shù)字表法將小鼠隨機均分為4 組,分別為模型組、陽性對照組、益經(jīng)湯低劑量組、益經(jīng)湯高劑量組,每組6 只。根據(jù)體表面積比換算,以小鼠與人體藥物等效劑量倍數(shù)為12.33,分別計算各組給藥劑量。各組給藥方法如下:益經(jīng)湯低、高劑量組分別以益經(jīng)湯顆粒6.34、19.02 g/(kg·d)進行灌胃;陽性對照組以戊酸雌二醇片0.18 mg/(kg·d)灌胃;空白組和模型組給予蒸餾水灌胃。各組灌胃體積均為20 mL/kg,1 次/d,共30 d。
益經(jīng)湯干預(yù)30 d 后,各組小鼠均需禁食不禁水12 h,稱取小鼠體質(zhì)量。用異氟烷進行麻醉,眼球取血法取血放置EP 管中,靜置分層后,在4 ℃下以3 000 r/min 離心10 min,提取血清置于?20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。分別摘取雙側(cè)卵巢、腎臟及子宮,去除附著在表面的筋膜及脂肪等,精密稱重,部分組織放入4%(φ)多聚甲醛固定液中;其余組織?80 ℃冰箱冷凍保存。動物尸體進行無害化處理。
實驗期間,每周觀察小鼠毛發(fā)、精神狀態(tài)及活動情況。小鼠造模及給藥期間每隔一天稱質(zhì)量,實驗開始及實驗結(jié)束當天稱體質(zhì)量,取各臟器稱重并計算臟器指數(shù)。根據(jù)各臟器濕質(zhì)量,卵巢、子宮指數(shù)計算公式分別為:卵巢指數(shù)=卵巢濕質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100%;子宮指數(shù)=子宮濕質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100%。
在造模及給藥期間每日進行陰道脫落細胞檢查,移液槍吸取生理鹽水沖洗小鼠陰道2~3 次,將脫落細胞均勻涂抹在載玻片上,自然風(fēng)干后,95%乙醇固定3 min,蘇木精染液染色5 min,沖洗后鹽酸乙醇分色數(shù)秒,自來水沖洗反藍5 min,伊紅染色2 min,沖洗后干燥,封片判斷動情周期,連續(xù)45 d。正常小鼠動情周期多為4~5 d,其余則視為動情周期紊亂。各組小鼠動情周期紊亂率=動情周期紊亂小鼠只數(shù)/各組小鼠總只數(shù)×100%。
卵巢、子宮組織放置于4%多聚甲醛溶液中固定48 h 后,經(jīng)過石蠟包埋后,切片,脫蠟,蘇木素染液浸泡10 min,純水清洗15 s,分化液5 s,純水清洗15 s 后放入純水浸泡5 min 返藍,伊紅染液浸泡3 min 后脫水,中性樹膠封片,光學(xué)顯微鏡下觀察卵巢、子宮的組織學(xué)變化。
通過ELISA 法檢測各組小鼠血清E2、FSH、LH、AMH、PROG 水平,根據(jù)試劑盒說明書操作,使用酶標儀在450 nm 波長下檢測吸光度(A),建立標準曲線,按曲線方程計算E2、FSH、LH、AMH、PROG濃度。
取卵巢組織經(jīng)梯度乙醇脫水固定、包埋切片等處理之后,采用免疫組織化學(xué)檢測蛋白表達水平:經(jīng)過脫蠟,采用內(nèi)源性過氧化物酶阻斷劑進行阻斷,抗原修復(fù),洗滌后加入封閉液,室溫60 min;加入一抗4 ℃孵育過夜,洗滌后加入相應(yīng)二抗37 ℃孵育30 min,洗滌后加入DAB 顯色劑顯色,蘇木素復(fù)染30 s 后封片,400 倍的顯微鏡下觀察拍照。用Image Pro Plus軟件分析。
使用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析,實驗數(shù)據(jù)以表示,使用t檢驗,采用單因素方差分析進行組間分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
通過對陰道脫落細胞涂片分析小鼠造模情況。正常小鼠動情周期多為4~5 d,分為動情前期、動情期、動情后期和動情間期。若小鼠的動情周期表現(xiàn)為混亂無序、持續(xù)時間超過6 d,或長期停滯在某個時期,則認為小鼠出現(xiàn)動情周期紊亂,代表POF 模型構(gòu)建成功,見圖1。實驗結(jié)束時,空白組小鼠表現(xiàn)出規(guī)律的動情周期;模型組有83.33%的小鼠動情周期紊亂,益經(jīng)湯低、高劑量組分別有33.33% 和16.67%的小鼠動情周期紊亂,提示益經(jīng)湯可以改善由CTX造成的動情周期紊亂。
體質(zhì)量變化情況見表1。造模結(jié)束后,相較于空白組,模型組小鼠體質(zhì)量顯著降低(P<0.05);相較于模型組,陽性組和益經(jīng)湯高劑量組小鼠體質(zhì)量明顯升高(P<0.05)。益經(jīng)湯低劑量組體質(zhì)量也呈升高趨勢。
表1 各組小鼠體質(zhì)量變化情況Table 1 Changes in body weight of mice in each group(,n=6)m/g
表1 各組小鼠體質(zhì)量變化情況Table 1 Changes in body weight of mice in each group(,n=6)m/g
與空白組比較:*P<0.05;與模型組比較:#P<0.05。
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卵巢指數(shù)如表2所示,與空白組比較,模型組的卵巢指數(shù)顯著降低(P<0.01);與模型組比較,益經(jīng)湯高劑量組卵巢指數(shù)顯著性升高(P<0.05),其余給藥組也呈現(xiàn)升高趨勢。
表2 各組小鼠卵巢、子宮指數(shù)比較Table 2 Comparison of ovarian and uterine indices among different groups of mice(,n=6)
表2 各組小鼠卵巢、子宮指數(shù)比較Table 2 Comparison of ovarian and uterine indices among different groups of mice(,n=6)
與空白組比較:**P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01。
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子宮指數(shù)如表2所示,相較于空白組,模型組的子宮指數(shù)顯著降低(P<0.01);與模型組比較,陽性對照組和益經(jīng)湯高劑量組子宮指數(shù)均顯著性升高,以陽性對照組最為顯著(P<0.01)。
HE 染色結(jié)果顯示,空白組小鼠卵巢形狀完整,可見較多不同發(fā)育階段卵泡,細胞間質(zhì)及血管纖維較少。與空白組相比,模型組卵巢體積減小,可見少量次級卵泡,閉鎖卵泡增多,卵巢基質(zhì)層結(jié)構(gòu)紊亂,出現(xiàn)較大細胞間質(zhì)和纖維化現(xiàn)象;與模型組相比,各給藥組卵巢體積增大,次級卵泡和初級卵泡數(shù)量較多,伴隨少量竇狀卵泡,卵巢基質(zhì)層結(jié)構(gòu)有所改善,細胞間質(zhì)和纖維化現(xiàn)象減少,見圖2。
圖2 益經(jīng)湯對各組小鼠卵巢組織病理形態(tài)的影響(HE,100×)Figure 2 Effect of Yijing decoction on the pathological morphology of ovarian tissue in mice of different groups(HE,100×)
空白組小鼠子宮結(jié)構(gòu)完整,子宮腺上皮細胞形態(tài)正常,腺體分布密集,子宮肌層纖維排列緊密。與空白組比較,模型組小鼠子宮腺體明顯減少,結(jié)構(gòu)不完整,腺體稀疏且排列不整齊;與模型組比較,各給藥組子宮內(nèi)膜增厚,子宮腺上皮細胞排列較為整齊,腺體數(shù)量增加,見圖3。
與空白組相比,模型組小鼠血清E2、AMH、PROG 水平顯著降低,F(xiàn)SH、LH 水平顯著性升高,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型組相比,陽性對照組和益經(jīng)湯低、高劑量組血清E2、AMH、PROG水平均升高(P<0.05,P<0.01),F(xiàn)SH、LH 水平顯著下降(P<0.01)。結(jié)果見表3。
表3 益經(jīng)湯對各組小鼠血清性激素水平的影響Table 3 Effect of Yijing decoction on serum sex hormone concentration in mice of different groups(,n=6)
表3 益經(jīng)湯對各組小鼠血清性激素水平的影響Table 3 Effect of Yijing decoction on serum sex hormone concentration in mice of different groups(,n=6)
與空白組比較:**P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01。
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通過免疫組化(IHC)對小鼠卵巢PI3K、AKT 和FOXO3A 表達進行檢測,并對吸光度(A)進行分析。與空白組相比,PI3K、AKT、FOXO3A 3 種蛋白在模型組表達皆顯著升高(P<0.01);與模型組比較,陽性對照組及益經(jīng)湯低、高劑量組中蛋白表達均顯著降低(P<0.01)。顯示陽性藥及益經(jīng)湯對PI3K、AKT、FOXO3A 蛋白表達有抑制作用,結(jié)果見圖4-5。
圖4 各組小鼠卵巢PI3K、AKT、FOXO3A表達比較Figure 4 Comparison of ovarian PI3K,AKT,and FOXO3A expression in mice of different groups(,n=6)
圖5 IHC檢測卵巢PI3K、AKT、FOXO3A的表達Figure 5 IHC detection of ovarian PI3K,AKT,F(xiàn)OXO3A expression(200×)
卵巢早衰發(fā)病機制復(fù)雜,臨床表現(xiàn)為持續(xù)性閉經(jīng)、不孕和更年期綜合征等。隨著社會壓力不斷增大,卵巢早衰趨于年輕化,對于心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等均造成不同程度的危害。目前的臨床檢測手段主要包括內(nèi)分泌激素測定、基礎(chǔ)卵巢體積、竇狀卵泡計數(shù)等[10],治療則主要有雌孕激素補充治療、干細胞治療、卵巢移植、促排卵療法等。西醫(yī)治療方法產(chǎn)生的副作用不可忽視,中醫(yī)整體觀念、辨證論治的思想則具有明顯優(yōu)勢。POF 臨床癥狀在中醫(yī)歸為月經(jīng)過少、閉經(jīng)、血枯、不孕癥等范圍,經(jīng)典方益經(jīng)湯重在心肝脾腎四經(jīng)同治,強調(diào)“補以通之、散以開之”[11],正如《傅青主女科》中所言:“散心肝脾之郁,而大補其腎水,仍大補其心肝脾之氣,則精溢而經(jīng)水自通矣”,臨床已證實其功效。
李麗美等[12]通過構(gòu)建卵巢儲備功能下降(DOR)大鼠模型研究加減益經(jīng)湯對其影響,發(fā)現(xiàn)加減益經(jīng)湯可以改善DOR 模型大鼠的性激素水平以及卵巢組織病理形態(tài)。DOR 會使血清中E2的水平下降,F(xiàn)SH、LH 水平明顯升高。E2主要由卵泡顆粒細胞分泌,可維持正常生殖功能,對于PROG合成亦存在促進作用,協(xié)同維持妊娠過程[13];AMH 是糖蛋白家族中的一員,主要由卵巢竇前卵泡和小竇卵泡細胞分泌,通過調(diào)控起始和循環(huán)募集達到對卵巢儲備的影響,同時抑制卵泡的生長,與卵巢功能密切相關(guān)[14]。在卵泡生長發(fā)育過程中,LH可刺激卵泡內(nèi)膜分泌睪酮,由FSH 刺激顆粒細胞對睪酮進行轉(zhuǎn)化為E2,二者協(xié)同作用可有效促進E2、PROG 的合成與釋放,同時受到E2、PROG 的負反饋調(diào)節(jié)[15],反映卵巢功能。CTX 作為一種化療藥物,會使處于生殖期年輕患者的卵巢嚴重損傷,會導(dǎo)致卵巢顆粒細胞凋亡和大量卵泡停滯發(fā)育等,引起閉經(jīng)、不育和POF。本實驗以CTX 所致POF 模型小鼠為對象,研究益經(jīng)湯對其治療作用。實驗表明,小鼠造模后出現(xiàn)動情周期紊亂,卵巢及子宮指數(shù)明顯下降,組織形態(tài)也出現(xiàn)對應(yīng)的變化,血清E2、AMH、PROG 水平表達降低,LH、FSH 水平表達上升,反映實驗造模成功。經(jīng)藥物干預(yù),與模型組相比,小鼠毛發(fā)光亮濃密,體質(zhì)量有所上升,食欲和精神狀態(tài)均有改善;在卵巢組織切片中觀察到卵巢體積增大,次級和初級卵泡數(shù)量增多,細胞間質(zhì)和纖維化現(xiàn)象減少,小鼠卵泡發(fā)育情況有所改善;子宮組織切片中,觀察到子宮內(nèi)膜增厚,子宮腺上皮細胞排列變得整齊,腺體數(shù)量有所增加;血清激素水平結(jié)果顯示,陽性對照組和益經(jīng)湯高劑量組血清E2、AMH、PROG 水平均升高,F(xiàn)SH、LH 水平顯著下降(P<0.05,P<0.01)。通過益經(jīng)湯給藥治療,以上病理指標均有不同程度改善,結(jié)果表明益經(jīng)湯在生活行為、卵泡發(fā)育和激素水平層面對CTX 誘導(dǎo)的POF 小鼠卵巢具有保護作用,根據(jù)子宮相關(guān)病理數(shù)據(jù),提示益經(jīng)湯在保護卵巢時可能對子宮也有一定影響。
PI3K/AKT 信號通路是調(diào)節(jié)自噬的經(jīng)典傳導(dǎo)通路,可以調(diào)控卵巢顆粒細胞的增殖與分化、卵母細胞的減數(shù)分裂等,與卵泡發(fā)育和閉鎖有著密切的關(guān)系。FOXO3A是PI3K/AKT 通路下游重要轉(zhuǎn)錄因子之一,也參與了細胞的增殖、分化、凋亡以及衰老等。目前認為卵巢中多數(shù)原始卵泡都處于靜息休眠狀態(tài),每個周期中只有極少數(shù)會被激活進入生長卵泡池,一旦過度激活進入生長卵泡池,會有大量生長卵泡發(fā)生異常閉鎖,導(dǎo)致DOR 的發(fā)生[16],所以維持卵泡狀態(tài)的動態(tài)平衡尤為重要。本實驗結(jié)果顯示,模型組小鼠卵巢AKT、PI3K、FOXO3A蛋白表達顯著性升高,說明在CTX 作用下該通路被過度激活,卵泡發(fā)生異常閉鎖,導(dǎo)致卵巢早衰的發(fā)生。經(jīng)過治療后,給藥組AKT、PI3K、FOXO3A蛋白表達較模型組顯著降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
綜上所述,益經(jīng)湯能夠有效改善POF 小鼠動情周期、卵巢與子宮指數(shù)和組織形態(tài)學(xué)變化,改善卵巢和子宮的功能,其機制可能與提高血清E2、AMH、PROG 和降低FSH、LH 的表達以及調(diào)控PI3K/AKT/FOXO3A 通路相關(guān)蛋白表達水平有關(guān),達到維持正常卵巢儲備水平、預(yù)防卵巢早衰的作用。益經(jīng)湯在治療卵巢方面的研究較多,應(yīng)用于子宮較少,有待進一步探索。