年2月23日，由悉尼大学ANZAC研究所在PNAS（IF=9.4）杂志发表了一篇关于研究卵巢外的神经组织AR信号通路在雄激素诱导PCOS发生中起着关键作用的文章。
背景：雄激素是PCOS发病机制中的一种关键介质，而雄激素需与雄激素受体（AR）结合才能发挥作用，至今已有研究发现AR信号通路在PCOS发病中起着重要作用，但雄激素导致PCOS的靶组织目前尚不明确。本研究主要通过双氢睾酮（DHT）处理三种动物模型（全身ARKO、neurARKO、GCARKO），研究其所诱导的PCOS生殖及代谢表型，发现卵巢外的神经组织AR信号通路是雄激素诱导PCOS发生的重要途径。
实验设计：
三种特定部位AR信号缺失的小鼠系，包括（1）AR信号整体缺失（全身雄激素受体敲除小鼠，ARflox小鼠与Sox2-Cre小鼠杂交），即；（2）大脑特异性AR信号缺失（神经元特异性ARKO小鼠，ARflox小鼠与CamKIIα-Cre小鼠杂交）；（3）颗粒细胞特异性AR信号缺失（颗粒细胞特异性ARKO小鼠，ARflox小鼠与AMH-Cre小鼠杂交）。
DHT诱导PCOS小鼠模型：
结果：
1.PCOS小鼠模型无排卵的发生需要神经元AR信号而不需要GCAR信号。
（1）连续两周动情周期监测，发现DHT处理后的WT、neurWT、neurARKO、GCWT组周期紊乱，而DHT处理的ARKO组有正常周期及GCARKO组部分维持正常周期，说明整体AR失活会阻止PCOS小鼠模型异常周期的产生。（图1）
图1
（2）各组的卵巢组织学切片结果显示：DHT处理的WT组、neurWT组、GCWT组*体（五角星标注）数量均显著减少，提示少或无排卵，而DHT处理的全身ARKO组*体数量并未减少，同时neurARKO组*体数量也无显著减少，但GCARKO组*体数量却显著减少，说明AR信号的整体缺失可防止排卵障碍的发生，但并不是GCAR信号缺失，而是neurAR信号缺失导致的；DHT处理的WT组、NeurWT组、GCWT组及GCARKO组有典型的多囊改变（三角形标注），DHT处理后的ARKO组与NeurARKO组却无多囊改变。（图2）
图2
（3）各组的卵巢称重结果发现：DHT处理的全身ARKO组卵巢重量未下降，其他DHT处理组卵巢重量均显著下降。（图3）
图3
（4）各组血清甾体激素水平结果显示：所有DHT处理组中DHT浓度均显著增加，DHT对血清睾酮和3α-和3β-二醇有显著影响，但对脱氢表雄酮（DHEA）、孕酮、LH和FSH均无明显影响。（图4）
图4
（5）为验证卵巢外AR信号在PCOS的发生中起着直接的作用，在WT与ARKO之间、WT与WT之间进行卵巢相互移植。结果发现：DHT未处理的完整WT组周期正常，而DHT处理的完整WT组、移植WT卵巢的WT组、移植ARKO卵巢的WT组均周期紊乱且卵巢组织切片呈现多囊、*体数量减少，但移植WT卵巢的ARKO组周期正常且有*体，提示：卵巢外AR作用是PCOS发生的重要因素。（图5）
图5
2.PCOS小鼠模型中健康大窦卵泡减少需要神经元AR信号而不需要GCAR信号。
（1）各组大小窦卵泡数统计结果发现：DHT处理的所有组与相应基因型的对照组相比其窦卵泡数均没有改变。（图6）
图6
（2）大小窦卵泡中不健康窦卵泡数量统计结果发现：DHT处理的WT组、NeurWT组、GCWT组、GCARKO组，其大小不健康窦卵泡均显著增加，而DHT处理的全身ARKO组其大小不健康卵泡与其对照组相比无显著增加，DHT处理的neurARKO组在不健康小窦卵泡显著增加，但不健康大窦卵泡中却无显著增加，提示整体AR信号的缺失可以阻止不健康大小窦卵泡的发育，而neurAR信号缺失可以阻止不健康大窦卵泡的发育。（图7）
图7
（3）各组颗粒细胞层厚度、卵泡膜区在卵泡中所占比率结果发现：DHT处理的WT、NeurWT、GCWT及neurARKO组颗粒细胞层厚度减少，卵泡膜区比率增加；DHT处理的GCARKO组颗粒细胞层厚度无显著减少，但卵泡膜区比率显著增加；而DHT处理的全身ARKO组其颗粒细胞层厚度无显著减少，卵泡膜区比率无显著增加，说明颗粒细胞层厚度变薄以及卵泡膜区比率增加可以被AR信号的整体缺失阻止。（图8）
图8
3．PCOS小鼠模型中肥胖的发生需要神经元AR信号而不需要GCAR信号。
（1）各组体重结果显示：DHT处理后的WT、neurWT、GCWT、GCARKO组体重明显增加，而DHT处理的ARKO、neurARKO组体重无显著增加。（图9）
图9
（2）各组性腺周围脂肪重量与体重之比结果显示：DHT处理后的WT、neurWT、GCWT、GCARKO组性腺周围脂肪重量与体重之比明显增加，而DHT处理的ARKO、neurARKO组性腺周围脂肪重量与体重之比无显著增加。（图10）
图10
（3）双能X线吸收仪检测脂肪的含量，结果显示：DHT处理的全身ARKO组无肥胖表现。（图11）
图11
4.PCOS小鼠模型中神经元AR信号缺失可部分阻止脂肪细胞的肥大。
（1）各组血清脂联素的水平结果显示：DHT处理后除全身ARKO组血清脂联素水平无降低，其他组均显著降低。（图12）
图12
（2）各组性腺周围脂肪切片结果显示：除DHT处理的ARKO组较未处理组脂肪细胞变小外，其他组脂肪细胞较其对照组均显著增大。（图13）
图13
（3）各组空腹血糖结果显示：除DHT处理的全身ARKO组空腹血糖无显著升高外，其他组均显著升高；DHT处理对总体糖耐量有明显的影响，但DHT处理对胰岛素耐受没有影响。（图14）
图14
5.PCOS小鼠模型中血脂异常症的发生需要神经元AR信号而不需要GCAR信号缺失。
（1）各组血清胆固醇及甘油三脂水平结果显示：DHT处理的WT、neurWT、GCWT及GCARKO组血清胆固醇水平均显著升高，而各组中血清甘油三脂水平DHT处理的WT、neurWT、GCWT及GCARKO组也均有升高，而DHT处理的全身ARKO及neurARKO组血清胆固醇及甘油三脂水平均无显著升高，提示DHT所诱导的血脂异常症所需要的AR在神经元，而不在颗粒细胞。（图15）
图15
（2）高脂血症通常会伴随心血管系统疾病，本文小鼠模型从12周龄开始测量收缩压，结果显示：DHT处理会使对应基因型组收缩压升高，但无统计学差异。（图16）
图16
（3）脂质代谢与肝脏密切相关，对肝脏组织切片进行油红染色，结果发现：DHT处理的WT、neurWT、GCWT、GCARKO组肝脏脂质聚集显著增加，DHT处理的neurARKO组脂质聚集明显少于所有DHT处理的WT组和GCARKO组，从而表明神经元AR信号缺失可以部分防止DHT所诱导肝脏脂肪变性的出现；DHT处理的ARKO组肝脏脂质聚集程度与对照组大致一致，从而表明AR信号的整体缺失可以防止DHT所诱导肝脏脂肪变性的出现。（图17）
图17
结论：
卵巢外的神经组织AR信号通路是雄激素诱导PCOS发生的重要途径。
亮点：
这篇文章的实验设计新颖且严谨，尤其是小鼠模型设计方面，包括两类小鼠模型，第一类即3种特定部位AR信号缺失的小鼠系，第二类即卵巢交互移植小鼠模型，并且对DHT诱导条件下小鼠模型的相关生殖及代谢表型进行了很全面的分析。
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