顺铂对小鼠下丘脑-垂体-肾上腺_性腺轴功能的损伤作用及脱氢表雄酮的干预效应.pdf
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1、Jun.2023,43(3)DOl:10.12300/j.issn.1674-5817.2022.182物学会科技奖等荣誉;领衔的“实验中医学教学团队”被评为2 0 2 0 年度上海中医药大学优秀教学团队;参与国家发明专利2 项,参与编写中医药高等教育规划教材2 部(副主编),参编专著4部。培养研究生10 名。顺铂对小鼠下丘脑-垂体-肾上腺/性腺轴功能的损伤作用及脱氢表雄酮的干预效应潘志强,农淄心,谢海纳,彭佩克(上海中医药大学中医学院,上海2 0 12 0 3)摘要】目的研究顺铂(又名顺式-二氯二氨合铂,cis-dichlorodiamineplatinum,D D P)抑制小鼠类固醇激素合
2、成的作用途径,并观察脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,D H EA)的干预效应。方法将6 0 只成年ICR小鼠随机分为3组:对照组、DDP建模组、DHEA治疗组,每组10 只雄性和10 只雌性小鼠。DDP建模组小鼠按2.5mgkgld剂量腹腔注射DDP溶液,每3d注射1次,共7 次;造模同日,对照组小鼠腹腔注射等量的生理盐水;而DEHA治疗组小鼠在予以DDP处理的同时,按8.3mgkgd剂量给予DHEA灌胃,连续给药2 1d。通过旷场、抓力和转棒试验观察小鼠疲劳指标的变化,采用常规组织切片的HE染色法观察肾上腺、睾丸与卵巢组织形态的变化,运用高效液相色谱串联质谱方法检测
3、小鼠血清类固醇激素的含量,运用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹技术检测下丘脑、垂体、肾上腺、睾丸和卵巢组织中相关基因的mRNA和蛋白表达水平。结果与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠的体重以及旷场运动能力均显著下降(P0.05),同时雌性小鼠的抓力和转棒时间也均显著下降(P0.05);而DHEA治疗组小鼠的上述疲劳指标均显著改善(P0.05)。D D P建模组雄性小鼠睾丸组织中各级生精细胞排列紊乱且睾丸间质水肿,雌性小鼠卵巢组织中大量原始卵泡被激活,闭锁卵泡增多,卵泡颗粒细胞减少;而DHEA治疗组小鼠睾丸和卵巢受损伤表型均得到显著改善。与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠血清睾酮、二氢睾
4、酮含量均显著降低(P0.01),雄性小鼠血清孕烯醇酮含量下降而皮质酮含量显著升高(P0.05),雌性小鼠血清皮质酮含量显著降低(P0.05);与DDP建模组比较,DHEA治疗组雄性小鼠的孕烯醇酮含量和雌性小鼠的孕酮含量均显著增高(P0.05),而雌性小鼠的孕烯醇酮含量和雄性小鼠的孕酮含量均显著降低(P0.05)。与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠的肾上腺Cyp21al、Cy p 11a l 基因和下丘脑Gnrh基因表达均显著下调(P0.05);雌性小鼠肾上腺Hsd3b2基因,卵巢Star、C y p 11a l、Lh r 基因,下丘脑Crh、垂体Pomc和Lhb基因表达均显著下调(P0.
5、05);雄性小鼠睾丸Star基因及StAR蛋白以及垂体Fshb和Lhb基因表达均显著下调(P0.05)。与DDP建模组比较,补充DHEA后,雄性小鼠肾上腺 Cyp17a1基因和睾丸Cyp17al、Lh r、Fs h r 基因表达均显著下调(P0.05);雌性小鼠肾上腺Cyp11al基因表达显著下调(P0.05),而肾上腺Hsd3b2基因和卵巢Star、Cy p 11a l、H s d 3b 2、Lh r 基因,以及垂体Lhb基因表达均上调(P0.05)。结论DDP间断给药可以抑制下丘脑-垂体-肾上腺皮质与性腺轴功能,并且雌性受抑制更显著;补充DHEA有助于调节体内类固醇激素水平的自身稳态。【关
6、键词 顺铂;脱氢表雄酮;睾丸;卵巢;类固醇激素;小鼠基金项目】上海市科学技术委员会科研计划项目“糖皮质激素诱发药源性脾肾虚证小鼠模型的创建及其指标评价体系研究(19 140 9 0 50 0 0)第一作者】潘志强(19 7 7 一),男,博士,教授,博士生导师,研究方向:中医证候动物模型及其物质基础研究。E-mail:。O R CID:0000-0003-4143-2312实验动物与比较医学LaboratoryAnimaland ComparativeMedicine潘志强,医学博士,教授,博士生导师,上海中医药大学实验中医学教研室主任,第四批全国中医(临床、基础)优秀人才,美国佐治亚医学院访
7、问学者。先后当选为中华中医药学会中医基础理论分会第二届委员、第三届委员、第四届常务委员,上海市中医药学会中医基础学分会副主任委员兼秘书。长期供职于上海中医药大学,主要从事实验中医学教学与科研,以及中医内科杂病的诊疗工作。先后承担国家自然科学基金青年项目和面上项目、上海市科委实验动物专项、上海市卫健委三年行动计划以及上海市教委资助项目等研究。作为第一作者及通信作者在国内外核心期刊发表学术论文9 0 余篇;协同导师方肇勤教授创建了“大鼠/小鼠辨证论治实验方法学”,作为主要完成人的相关科研成果分别荣获国家科学技术奖、上海医学科技奖、中华中医药学会科技奖、中国实验动229-实验动物与比较药理Exper
8、imental Animal and Comparative Pharmacology230中图分类号】R-332;Q 9 5-33文献标志码 A【文章编号 16 7 4-58 17(2 0 2 3)0 3-0 2 2 9-14Injurious Effect of Cisplatin on the Function of Hypothalamus-pituitary-adrenal/gonadal AxisinMice and the Intervention Effect ofDehydroepiandrosteronePAN Zhiqiang,NONG Zixin,XIE Haina,P
9、ENG Peike(School of Traditional Chinese Medicine,Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China)Correspondence to:PAN Zhiqiang(ORCID:0000-0003-4143-2312),E-mail:ABSTRACT Objective To study the pathway of cis-dichlorodiamineplatinum(DDP)inhibiting thesynthesis of steroid ho
10、rmones in mice,and to observe the intervention effect of dehydroepiandrosterone(DHEA).Methods Sixty adult ICR mice were randomly divided into three groups:control group,DDPmodeling group,and DHEA group,with 10 male and 10 female mice in each group.The DDP modeling groupmice were intraperitoneally in
11、jected with DDP solution at a dose of 2.5 mg:kg-dl,once every 3 days,a totalof 7 times.On the same day of modeling,the control group mice were injected with an equal amount ofphysiological saline intraperitoneally.The DEHA treatment group mice were treated with DDP and given adose of 8.3 mg:kgdl of
12、DHEA by gavage for 21 consecutive days.The changes of fatigue indexes of micewere observed by open field,grip and rod rotation tests.The morphology changes of adrenal gland,testicular and ovarian tissue were observed by pathological section and HE staining.The levels of serumsteroid hormones were de
13、tected by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(HPLC-MS/MS).The mRNA and protein expression levels of the related genes of the hypothalamus,hypophysis,adrenal,testis and ovary were tested by real-time fluorescent quantitative PCR(RT-qPCR)and Western blotting.Results Compare
14、d with control group,both male and female mice in DDP modelinggroup were significantly losing weight(P0.05),their abilties in horizontal movement and verticalmovement decreased(all P0.05),and the stay time and grip also significantly decreased(all P0.05)infemale mice.Indexes of fatigue were improved
15、 after DHEA supplement(all P 0.05).In the DDP modelinggroup,the arrangement of spermatogenic cells at all levels in the testicular tissue was disordered and thetesticular interstitial edema was observed,and a large number of primordial follicles in the ovarian tissuewere activated,the number of atre
16、sia follicles increased,and the number of granulosa cells in the folliclesdecreased;while in the DHEA group,the damaged phenotype of testicles and ovaries was significantlyimproved.Compared with control group,the levels of serum testosterone and dihydrotestosterone in bothmale and female DDP modelin
17、g mice significantly decreased(P0.01),the pregnenolone was down-regulated but corticosterone was up-regulated significantly(P 0.05)in male mice,the corticosterone wasdown-regulated significantly(P0.05)in female mice.Compared with the DDP group,after DHEAsupplement,the pregnenolone in male mice and t
18、he progesterone in female mice increased significantly(P 0.05),but the pregnenolone in female mice and the progesterone in male mice decreased significantly(P 0.05).Compared with control group,the expression levels of Cyp21al and Cyp11al genes in the adrenal gland and Gnrh gene in the hypothalamus o
19、f male and female mice in the DDP modeling group significantlydecreased(all P 0.05);the expression levels of Hsd3b2 gene in the adrenal gland,Star,Cyp1lal,and Lhrgenes in the ovaries,Crh,Pomc,and Lhb genes in the hypothalamus,pituitary,and pituitary of female micesignificantly decreased(all P 0.05);
20、the expression levels of Star gene and StAR protein in the testicles ofmale mice,as well as Fshb and Lhb genes in the pituitary gland,were significantly down-regulated(all P0.05).After DHEA supplement,compared with the DDP modeling group,the mRNA expression levels of Cyp17alin the adrenal gland of m
21、ale mice and Cyp17al,Lhr and Fshr genes in testis were down-regulated实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative MedicineJun.2023,43(3)Jun.2023,43(3)significantly(P 0.05);the expression level of Cyp11al gene in the adrenal gland of female mice was alsodecreased(P 0.05);while the expression levels of
22、Hsd3b2 gene in the adrenal gland,Star,Cyp11al,Hsd3b2and Lhr gene in the ovary,and Lhb gene in the pituitary gland were all up-regulated(P 0.05).Conclusion The function of hypothalamus-pituitary-adrenal/gonadal axis was inhibited by DDP intermittentinjection,especially in female.Supplementation of DH
23、EA can help regulate the homeostasis of steroidhormone levels.Key words Cisplatin;Dehydroepiandrosterone;Testis;Ovary;Steroid hormone;Mice实验动物与比较医学LaboratoryAnimalandComparativeMedicine231顺铂(又名顺式-二氯二氨合铂,cis-dichlorodiamineplatinum,D D P)是临床常用的抗肿瘤药物,尤其对卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌、肺癌、头颈部实体肿瘤的疗效确切。DDP属于阻断细胞周期的非特异性药物,
24、对癌细胞和正常细胞均可造成损伤,化疗时易引起诸多不良反应,例如对肾脏、神经系统、胃肠道、骨髓造血的毒性较大1。此外,DDP也可诱发生殖系统损伤,基础研究人员常通过DDP给药制备卵巢早衰动物模型2 。然而,目前人们对DDP诱发生殖系统损伤的作用途径尚不清楚。本课题组前期发现DDP会抑制小鼠肾上腺皮质轴与性腺轴功能,诱发小鼠药源性脾肾虚证3-4。中医学术界认为虚证与神经内分泌免疫网络关系密切5-6 。基于此,本研究拟探讨DDP对小鼠下丘脑-垂体-肾上腺/性腺轴功能的影响,比较雄性与雌性小鼠对DDP的敏感性,并观察补充性激素合成前体物质脱氢表雄酮(d e h y d r o e p i a n d
25、r o s t e r o n e,D H EA)对DDP所致生殖系统损伤的干预效应。1材料与方法1.1实验动物SPF级ICR小鼠6 0 只,雌雄各半,45周龄,体重2 2 2 4g,购自上海斯莱克实验动物有限责任公司SCXK(沪)2 0 17-0 0 0 5。动物饲养于上海中医药大学实验动物中心SPF级啮齿类屏障设施SYXK(沪)2020-0009中,室温2 2 2 5C,相对湿度40%70%,12 h 明暗交替,常规饲养饮食。本实验方案已通过上海中医药大学实验动物伦理委员会审议批准(批号:PZSHUTCM200904017)。1.2药物、试剂和仪器注射用DDP(冻干型)(齐鲁制药有限公司)
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