卵巢衰老及相关重大疾病的发生机理

一、研究内容

拟解决的关键科学问题

以小鼠、猴和患者组织标本为研究对象，揭示卵巢衰老机理及其诱发的不孕不育、生殖系统疾病、心血管疾病、乳腺癌等重大疾病生理、病理改变的分子网络及其信号转导通路。阐明卵巢衰老机制，为寻找推迟卵巢衰老措施、发现治疗相关疾病新药靶点和有效途径提供理论依据。

一、卵巢衰老的发生机理

1、卵子与卵泡衰老的分子信号通路

A. 不同年龄层次原始卵泡、腔前卵泡相关分子的变化：采用基因芯片及蛋白组学技术对各种动物模型中的原始卵泡、腔前卵泡相关分子的变化展开研究。

B. 不同年龄层次卵子及颗粒细胞衰老相关分子变化：通过定量蛋白质组学方法等对不同年龄段卵子进行蛋白差异表达谱进行分析。重点考察与染色体稳定、浓缩、分离以及组蛋白修饰、DNA损伤修复等事件相关的蛋白，筛选和克隆卵子老化相关的新基因。

C. 卵泡凋亡在卵巢衰老中的分子机制：衰老与相关蛋白相互作用决定着衰老过程的发展。因此，研究蛋白质的表达变化是研究衰老过程的关键。思路为：收集卵巢(腔前卵泡、有腔卵泡和整个卵巢)样品，用免疫组化、原位杂交鉴定相关分子其RNA和蛋白质的表达。

2、端粒和端粒酶在卵子与颗粒细胞衰老中的重要作用

端粒变短引起干细胞功能受损并引发心血管疾病、高血压等其它早衰综合症。端粒的长短由端粒酶活性来维持。端粒酶通过调控DNA甲基化来稳定Dnmt1的活性和基因组甲基化来阻止细胞凋亡(Dnmt1活性与基因组甲基化是延长生命的关键条件，但却随年龄增加而下降)。端粒酶还可促进干细胞的产生。我们将分析不同年龄层次卵子和颗粒细胞中的端粒功能和端粒酶活性，揭示其在抗衰老中的重要作用。

3、活性氧自由基(ROS)造成机体DNA损伤

研究卵巢衰老过程中ROS的产生、DNA损伤与基因突变。通过适当地补充有效的抗氧化剂手段，达到降解过量ROS的目的。探索以抗氧化方式延缓卵泡凋亡、延长生殖年龄的新途径。

4、卵子与颗粒细胞衰老过程中钙动力学与钙处理蛋白的变化

建立卵子与颗粒细胞衰老的细胞模型，比较体外衰老过程中钙动力学和钙处理蛋白的变化。研究钙处理蛋白及钙动力学是如何参与卵子及颗粒细胞的凋亡过程。

二、卵巢衰老诱发女性生殖系统疾病的分子机理

1、卵巢早衰分子机制的研究

对中国汉族POF患者全基因组关联分析，找到与卵巢早衰相关的基因；筛查POF患者中卵子发生关键基因PTEN、FOXO3a、FOXO1a的突变情况; 研究卵子发生关键基因PTEN、FOXO3a、FOXO1a与卵巢早衰的相关性; 采用直接测

序法筛查POF患者PTEN、FOXO3a、FOXO1a基因突变情况并进一步地探讨突变蛋白的功能改变。

2、发育相关基因和女性不孕不育等生殖疾病的分子联系

利用卵巢切除模拟的生殖衰老模型和多种条件性基因敲除小鼠模型，探讨发育相关基因，重点是Wnt基因家族在胎盘发育中的调节作用，揭示Wnt信号通路异常和胎盘功能障碍等妊娠疾病的分子联系；探讨Wnt信号通路的相关分子在不同妊娠阶段胎盘中的表达模式；分析妊娠小鼠着床位点及胎盘中总β-catenin和活化的dephospho β-catenin的水平变化；研究Wnt信号对小鼠胎盘发生及滋养层细胞增殖分化等的影响；鉴定Wnt信号通路不同成员在滋养层干细胞不同的增殖或分化阶段的表达水平与变化，探讨Wnt通路相关成员对滋养层细胞增殖分化等特性的影响。

3、卵巢衰老引起的子宫疾病(子宫脱垂)的发病机理

A. 与子宫中弹性纤维合成有关的基因表达分析: 研究与子宫弹性纤维合成有关的主要是LOX家族基因在小鼠和猴子个体出生、发育、成熟，特别是衰老过程中在子宫中的表达进行分析。

B. 利用基因敲除技术研究LOXL2和LOXL3在子宫中的功能: 对基因敲除小鼠表型进行分析，以发现LOXL2和LOXL3在子宫中的功能与子宫脱垂的关系。

C. 雌激素对LOX家族基因表达的调控: 研究雌激素对于LOX家族基因表达的调控, 证实LOX的表达是否受到雌激素的调控；检测雌激素处理过的子宫中LOX 家族各成员的表达水平；检测卵巢切除与雌激素喂食对LOX家族成员表达的影响；检测LOX家族基因调控区有无雌激素受体结合位点。

D. 子宫脱垂疾病干预措施的初步探讨：利用遗传工程小鼠寻找可能的治疗方案，如尝试使用雌激素提高某种LOX家族成员的水平，看能否纠正子宫脱垂症状。

三、女性更年期诱发心血管疾病的分子机理

1、雌激素、选择性雌激素受体调控剂对祖细胞分化与平滑肌细胞表型转化的作用机制

A. 比较收缩表型和合成表型血管平滑肌细胞基因表达的差异，研究雌激素与选择性雌激素受体调控剂对两种表型平滑肌细胞增殖和表型转化作用的分子机制

B. 雌激素在促进外周血中祖细胞向血管平滑肌细胞分化中的作用

2、选择性雌激素受体调控剂在血管细胞中的作用与机理的研究

A. 选择性雌激素受体调控剂对巨噬细胞吸收胆固醇的负调控作用: 侧重于选择性雌激素受体调控剂对巨噬细胞清道夫式受体(SR)表达的调控作用与机制的研究。

B. 选择性雌激素受体调控剂对巨噬细胞胆固醇外流分子表达的正向调控作用：研究选择性雌激素受体调控剂对巨噬细胞胆固醇外流通道分子ABCA1表达的影响，探讨此一作用的转录因子的调控机制。

C. 选择性雌激素受体调控剂对内皮细胞和平滑肌细胞的作用与机制的研究: 确定选择性雌激素受体调控剂对内皮和平滑肌祖细胞分化、迁移及其他功效的影响，阐明选择性雌激素受体调控剂对维持血管组成细胞的增殖与凋亡的动态平衡，保持血管结构的完整性、修复受损血管、防止血管再狭窄以及减缓血管老化等方面的功能。

D. 选择性雌激素受体调控剂对雌激素受体功能的作用：有关选择性雌激素受体调控剂对雌激素受体异构体表达、同位或异位二聚体的形成、与辅助激活因子或辅助抑制因子结合能力等；选定巨噬细胞、平滑肌细胞与内皮细胞对上述问题展开研究，确定分子水平上选择性雌激素受体调控剂的作用机理。

E. 卵巢衰老过程中雌激素受体异构体、选择性雌激素受体调控剂对雌激素受体作用以及与动脉粥样硬化相关基因变化的研究。

四、女性更年期诱发乳腺癌的分子机理