【Gut Microbes】高脂饮食诱导的L-糖精积累通过干扰线粒体稳态抑制雌二醇合成并损害卵母细胞质量

文摘   2024-10-17 08:00   中国澳门  
2024年10月16华中科技大学同济医学院团Gut Microbes发表研究型文章High-fat diet-induced L-saccharopine accumulation inhibits estradiol synthesis and damages oocyte quality by disturbing mitochondrial homeostasis(IF=12.2),L-糖精的积累可能在介导HFD诱导的卵巢功能障碍中起关键作用。这突出了靶向肠道微生物群-代谢物-卵巢轴以解决HFD诱导的卵巢功能障碍的潜在治疗益处。


研究背景


卵巢功能对女性生育能力和整体健康至关重要,破坏会对个人福祉、个人自主性和家庭满意度产生负面影响。各种因素,包括遗传、环境条件和饮食习惯,都会影响卵巢功能。高脂饮食(HFD)是一个重大的公共卫生问题,因为它与肥胖的发展有关,并与心脏病等各种健康问题相关。神经炎症,肿瘤发生和不孕症。动物研究表明,HFD可导致下丘脑-垂体-卵巢轴功能障碍、排卵障碍、类固醇激素合成受损和卵泡发育中断,最终导致卵巢损伤和生育能力下降这些影响可能与炎症、内质网应激和卵巢DNA损伤修复受损有关。然而,潜在的分子机制仍不完全清楚。

人类胃肠道拥有一个由大约100万亿种共生微生物组成的动态群落,这可能受到特定食物和饮食模式的影响。HFD诱导的肠道微生物群失调的特征是总微生物群落减少,细菌物种丰度的变化(最值得注意的是,属于厚壁菌门的个体比例增加,属于拟杆菌门的个体比例降低)以及随之而来的肠道通透性增加。这种生态失调与多种疾病有关,包括男性不育症、阿尔茨海默病(AD)和脂肪肝。尽管最近的研究已经确定了卵巢功能与肠道微生物群之间的联系,目前仍不确定肠道菌群的生态失调是否会导致HFD诱导的卵巢功能障碍

为了解决这个问题,对处于青春期前(4 周龄)、青春期后(6 周龄)、年轻成年(9 周龄) 和中年(32 周龄) 等不同发育阶段的雌性小鼠进行了HFD造模。随后在每个年龄组内评估了HFD对卵巢功能的影响。为了进一步探讨肠道菌群失调在HFD诱导的卵巢损伤中的作用,进行了一项粪便微生物群移植(FMT)研究。此外,利用宏基因组学、代谢组学和转录组学技术来识别关键代谢物并阐明HFD诱导的肠道菌群失调破坏卵巢功能的潜在机制,这将为恢复卵巢功能提供潜在的治疗靶点


研究内容


HFD诱导肠道微生物群失调和代谢组谱改变从而损害肠道粘膜屏障并导致L-糖精碱的积累,L-糖精是一种富含HFD小鼠粪便、血清和卵巢的代谢物。L-糖精含量的增加通过抑制AMPKα/MFF介导的线粒体裂变来破坏线粒体稳态,从而抑制雌二醇合成并破坏卵母细胞质量。


图文赏析


图 1. HFD 在不同年龄诱导卵巢功能障碍。

图 2. HFD 在不同年龄诱导肠道菌群失调。

图 3. 从 HFD 小鼠移植的粪便微生物群破坏了受体小鼠的卵巢功能。

图4. 从 HFD 小鼠移植的粪便微生物群破坏了受体小鼠的卵巢类固醇生成。

图5. HFD 诱导的肠道菌群失调破坏了肠粘膜屏障。



总结与意义


当青春期后开始HFD时,卵巢功能受到最显著的损害并且HFD诱导的肠道菌群失调与卵巢功能障碍有因果关系。潜在机制可能涉及肠粘膜屏障受损和代谢组重塑,导致L-糖精富集。L-糖精通过抑制AMPKα/MFF介导的线粒体裂变来破坏线粒体稳态,这反过来又损害了E2合成并损害了卵母细胞质量。研究结果表明,靶向肠道微生物群-代谢物-卵巢轴可能提供了一种有前途的治疗方法来抵消HFD诱导的卵巢功能障碍。

通讯作者

张金金,华中科技大学同济医学院附属同济医院,副教授、副主任医师,普通妇科副主任。现任更年期教育专业委员会常务委员,中国研究型医院学会妇产科学专业委员会委员,湖北省妇科质量控制中心专家组成员。研究方向为卵巢衰老和女性生育力保护。以第一或通讯作者在Ageing research reviews, Human reproduction, International journal of surgery, Theranostics等期刊发表SCI论文30余篇。主持国家自然科学基金面上项目(在研)、国家自然科学基金青年基金、湖北省自然科学基金面上项目、北京康华中西医发展基金(在研)等6项。完成哈佛医学院全球临床学者科研培训(GCSRT),开展多项卵巢功能保护临床研究;共同研发防治卵巢衰老的中药复方葆珠颗粒,已成为同济医院院内制剂。获批卵巢功能保护相关国家发明专利6项,软件著作权2项;获2022年湖北省科技进步奖一等奖。共同执笔撰写《子宫腺肌病三级管理专家共识》。《卵巢衰老》副主编(人民卫生出版社,2021),该书被评为2021年度“十大医界好书(医科类)”;《Ovarian Aging》副主编(Springer 出版社,2023年)。

王世宣,二级教授、主任医师,博士研究生导师,楚天学者特聘教授。现任华中科技大学同济医学院附属同济医院妇产科学系副主任、妇科主任,国家妇产疾病临床中心副主任,教育部及湖北省 “肿瘤侵袭与转移”重点实验室副主任,湖北省妇科及女性盆底生殖健康医疗质量控制中心主任,中国医促会妇产健康医学分会主任委员、中华医学会妇科肿瘤学分会常务委员、湖北省医学会妇科肿瘤分会名誉主任委员等。主要学术领域:女性生殖衰老、妇科学和肿瘤学。主持科技部国家重点研发计划项目、国家国际合作专项和国家自然科学基金(7项)等课题10余项。以第一作者或通讯作者在包括Nature Genetics等杂志发表论文 140余篇。编撰出版了业内首部系统阐述卵巢兴衰奥秘的医学专著——《卵巢衰老》(人民卫生出版社,2021年),被评为十大中国医届好书(医科科学类)。获得国家科技进步奖二等奖(3项:3/10,5/10,7/10)、湖北省科技进步奖一等奖(排名第一)等奖励。

罗爱月,同济医院妇科副主任,中国医药教育协会更年期教育培训中心常委。2010年获华中科技大学同济医学院博士学位,从事女性卵巢衰老研究10余年。主持及参加国家部委等多项课题。发表SCI论文20余篇。

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