香烟烟雾暴露会通过Wnt10b-ERβ反馈回路影响颗粒细胞的氧化还原稳态，从而降低小鼠的卵巢储备功能

《Chemico-Biological Interactions》：Cigarette smoke exposure diminishes ovarian reserve in mice by regulating granulosa cells redox homeostasis imbalance through Wnt10b-ERβ feedback loop

吸烟暴露通过抑制Wnt10b-ERβ反馈环路导致颗粒细胞氧化应激失衡和功能障碍，引发早发性卵巢不全。过表达Wnt10b或激活ERβ可缓解上述效应，血清FDX1水平与POI进展相关，但单独诊断价值有限。该机制为吸烟相关卵巢功能减退的早期诊断和治疗提供理论依据。

　　吸烟引起的氧化应激对女性卵巢功能具有显著影响，可能导致卵泡损伤并减少卵巢储备。这一现象在多个研究中被证实，且其分子机制与卵泡颗粒细胞（GCs）的氧化应激和衰老密切相关。此前的研究表明，吸烟暴露通过抑制Wnt10b、GPX1/GPX4和FDX1的表达，导致小鼠出现早发性卵巢功能不全（POI），这一过程涉及氧化应激和颗粒细胞的衰老。然而，这些因子在吸烟暴露后引起的氧化应激和颗粒细胞衰老中的具体作用及其分子关系仍不明确。此外，它们在POI诊断中的潜在价值也尚未完全揭示。

本研究发现，吸烟暴露导致颗粒细胞中活性氧（ROS）的增加、抗氧化功能的下降、线粒体功能障碍、细胞周期停滞和细胞衰老。同时，在尚未明确病因的POI患者中，颗粒细胞中的GPX4、GPX1、FDX1和Wnt10b的表达水平也有所降低。通过增强Wnt10b的表达或使用二苯基丙烯腈（DPN，一种ERβ激动剂），可以部分缓解吸烟暴露导致的这些表型变化，而增强FDX1的表达只能部分改善。此外，血清中FDX1的水平与POI的进展和血清促卵泡激素（FSH）水平存在一定的关联，但单独作为POI诊断指标的潜力仍有限。

进一步研究显示，Wnt10b与ERβ之间存在反馈调控关系，而ERβ在调控GPX1、GPX4和FDX1的表达中也起到重要作用。这些发现表明，Wnt10b-ERβ反馈环在维持颗粒细胞氧化还原平衡方面具有关键作用。当前研究验证了这一反馈环在颗粒细胞氧化还原平衡中的调节作用，为揭示吸烟暴露导致的女性卵巢储备减少的分子机制提供了理论依据，并可能为人类POI的早期临床预测和诊断提供新的靶点和思路。

卵巢是吸烟毒性作用中的敏感器官之一，吸烟产生的多种有害成分（如可替宁和苯并[a]芘）已被检测到存在于吸烟者的卵泡液中。这些成分可能通过增加氧化应激水平，对卵泡颗粒细胞和卵母细胞造成损伤。研究发现，吸烟是导致女性卵巢储备减少和早发性卵巢功能不全的重要风险因素，与更早的绝经、类固醇激素合成障碍和不孕症密切相关。在40岁以下的女性中，卵巢功能下降的现象被称为早发性卵巢功能不全，这一疾病已成为一个重要的公共卫生问题。

研究还表明，吸烟可以增加女性卵泡中的脂质过氧化，尤其是在怀孕期间，吸烟会比正常怀孕导致更严重的卵泡脂质过氧化。此外，吸烟不仅影响吸烟者自身的卵巢功能，还可能对吸烟者的后代造成影响。在吸烟暴露的小鼠怀孕期间，其后代（第一代，F1）的卵巢表现出颗粒细胞增殖异常、凋亡增加、卵母细胞减数分裂异常、受精率降低以及胚胎存活率下降等现象。这些变化导致F1小鼠的繁殖能力下降，后代数量减少，妊娠时间延长。这一影响不仅持续到第二代（F2），甚至在第三代（F3）才逐渐减弱。这表明，吸烟对卵巢功能的影响具有跨代传递的特性，而氧化应激可能是其中的重要因素。

细胞的氧化还原状态对于调节细胞增殖、分化、代谢平衡和免疫反应等基本生物过程至关重要，依赖于活性氧（ROS）的产生与清除之间的精确协调。尽管一定量的ROS对于生殖过程（如卵泡发育和排卵）是必要的，但过量的ROS会导致氧化应激增加，进而引发生殖细胞凋亡，最终导致不孕。在哺乳动物中，谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）与超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶共同组成一个酶促抗氧化系统，用于减少ROS并限制其毒性。然而，吸烟暴露会抑制这些抗氧化因子的表达，从而加剧氧化应激。

Wnt10b在调节ROS的产生和抗氧化相关酶（如SOD、过氧化氢酶和GPX）的活性方面具有重要作用。已有研究表明，Wnt10b信号可能通过调控抗氧化相关指标（如GPX1和GPX4）在吸烟暴露引起的颗粒细胞损伤中发挥作用。此外，吸烟暴露导致的FDX1表达抑制是否也受到Wnt10b的调控，目前仍不清楚。ERβ作为经典的雌激素受体之一，在调控颗粒细胞的增殖和氧化应激方面可能起到关键作用。通常，ERα主要在颗粒细胞和间质细胞中表达，而ERβ则主要在发育中的卵泡颗粒细胞中表达。ER信号在颗粒细胞发育和女性生育中具有重要作用，缺乏ERβ的雌性小鼠表现出生育能力下降。此外，ERβ的缺失会导致原始卵泡激活增加和卵巢早衰。研究还发现，ERβ的抑制会显著增加猪颗粒细胞中的ROS水平，而ERβ的激活则可以缓解辐射诱导的氧化应激，并促进颗粒细胞的增殖。

ERβ在调控颗粒细胞增殖和氧化应激方面可能具有重要作用，而Wnt10b与ER信号之间的潜在相互作用也已被部分研究揭示。例如，ERβ的沉默可以抑制三阴性乳腺癌细胞的增殖，其生长促进作用可能部分归因于对Wnt10b分泌的促进作用。此外，Wnt10b驱动的肿瘤小鼠模型可用于模拟人类三阴性乳腺癌。然而，Wnt10b与ERβ之间的潜在相互作用是否在吸烟暴露引起的颗粒细胞损伤中发挥作用，以及吸烟暴露是否通过Wnt10b-ERβ反馈环调控颗粒细胞氧化还原失衡，从而导致颗粒细胞的毒性损伤，目前仍不明确。

本研究通过检测POI患者的血清和卵巢颗粒细胞中的Wnt10b、GPX1/GPX4和FDX1的表达水平，进一步探讨了Wnt10b与ERβ之间的潜在调控关系，以及Wnt10b-ERβ反馈环在吸烟暴露诱导的颗粒细胞氧化还原失衡中的作用。这些研究结果有助于阐明Wnt10b-ERβ反馈环调控的氧化还原失衡在吸烟暴露导致的颗粒细胞毒性中的具体作用和可能机制。通过深入理解这些分子机制，可以为开发新的干预策略和诊断方法提供理论支持。

研究还涉及实验动物的选择和吸烟暴露的实施。本研究使用了50日龄的C57BL/6雌性小鼠，体重约为18±0.5克，这些小鼠来自北京HFK生物技术公司，并被安置在特定无病原体的动物房中，环境温度为23°C±2°C，湿度为40-60%，并保持12小时的光照/黑暗周期。实验开始前，小鼠需适应一周的环境。所有涉及动物的实验程序均获得了中国医科大学机构动物护理与伦理委员会的批准（编号：2019PS263K和2023PS141K）。研究中使用的香烟为“红梅”品牌。

在实验过程中，我们发现吸烟暴露会导致颗粒细胞中线粒体ROS水平的增加。线粒体是ROS的主要来源之一，而吸烟暴露会抑制与线粒体功能相关的Wnt10b、GPX1/GPX4和FDX1的表达，这些因子在维持线粒体正常功能方面具有重要作用。通过进一步研究，我们发现这些蛋白的表达水平在POI患者中也有所下降，表明吸烟暴露可能通过影响这些因子的表达，导致颗粒细胞的氧化应激和功能障碍。

此外，我们探讨了Wnt10b与ERβ之间的反馈调控关系，以及这种反馈环在吸烟暴露引起的颗粒细胞氧化还原失衡中的作用。研究还发现，ERβ在调控GPX1、GPX4和FDX1的表达中起着关键作用。通过这些研究，我们进一步揭示了Wnt10b-ERβ反馈环在维持颗粒细胞氧化还原平衡中的重要性。这些发现为理解吸烟暴露如何通过影响这一反馈环，导致颗粒细胞的氧化应激和功能障碍提供了新的视角。

本研究的发现表明，吸烟暴露可能通过抑制Wnt10b-ERβ反馈环，导致颗粒细胞的氧化还原失衡和线粒体功能障碍，从而引发颗粒细胞的衰老和细胞周期停滞，最终导致卵泡损伤和卵巢储备减少。这些结果不仅为揭示吸烟暴露导致的女性卵巢储备减少的分子机制提供了理论依据，还可能为人类POI的早期诊断和治疗提供新的方向。通过进一步研究这些分子机制，可以为开发有效的干预措施和诊断方法提供支持。

在实验设计和数据收集方面，我们采用了一系列严格的方法，以确保研究结果的准确性和可靠性。实验动物的选择和饲养条件均符合伦理标准，所有实验操作均经过规范培训。研究中使用的血清和组织样本均来自经过严格筛选的患者，并按照标准流程进行处理。所有数据均通过多次重复实验和统计分析进行验证，以确保结果的科学性和可重复性。

本研究还强调了数据共享的重要性。所有支持本研究结论的数据将在需要时提供，以促进科学界的进一步研究和验证。此外，研究团队声明不存在任何已知的与本研究相关的竞争利益，以确保研究的公正性和客观性。研究团队还感谢所有参与本研究的机构和人员，特别是中国医科大学和国家自然科学基金的支持，为本研究的顺利进行提供了重要的资源和资金保障。

综上所述，本研究揭示了吸烟暴露如何通过影响Wnt10b-ERβ反馈环，导致颗粒细胞的氧化还原失衡和线粒体功能障碍，从而引发颗粒细胞的衰老和细胞周期停滞，最终导致卵泡损伤和卵巢储备减少。这些发现不仅为理解吸烟对女性生殖健康的影响提供了新的视角，还可能为未来的临床诊断和治疗提供新的思路。通过进一步研究这些分子机制，可以为开发更有效的干预策略和诊断方法奠定基础。