长期他莫昔芬暴露对小鼠卵巢储备与胚胎发育的影响:卵巢功能下降但胚胎发育潜力未受损
《Biology of Reproduction》:Long-term tamoxifen impacts the ovary but not preimplantation embryo development
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时间:2025年12月17日
来源:Biology of Reproduction 3
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本研究针对长期他莫昔芬(TAM)治疗对癌症幸存者生育力的潜在影响,通过建立小鼠长期TAM给药模型,系统评估了TAM对卵巢形态学、激素水平及胚胎发育能力的影响。研究发现TAM导致卵巢体积缩小36%,原始卵泡减少35%,排卵数降低,但体外胚胎发育至囊胚率无显著差异,为临床生育力保护策略提供了重要实验依据。
对于众多罹患雌激素受体阳性(ER+)乳腺癌的年轻女性患者而言,他莫昔芬(Tamoxifen, TAM)作为选择性雌激素受体调节剂(SERM)的长期辅助治疗(通常持续5-10年)是防止癌症复发的关键手段。然而,这种长期治疗对女性生殖健康的潜在影响,特别是对卵巢功能和未来生育能力的长期后果,却笼罩在未知的迷雾中。临床上,建议女性在服用TAM期间避免怀孕,并在尝试受孕前停药2-3个月,但这些建议多基于专家共识,缺乏坚实的实验数据支持。更令人担忧的是,昂贵的生育力保存措施(如卵母细胞或胚胎冷冻)并非所有患者都能获得,这使得深入理解TAM对生殖系统的直接作用变得尤为迫切。
为了回答这些关键问题,由Lynda K. McGinnis领导的研究团队在《Biology of Reproduction》上发表了他们的最新研究。他们设计了一项精巧的小鼠模型实验,模拟人类长期口服TAM的治疗场景,旨在揭示长期TAM暴露对卵巢储备、卵泡发育、排卵以及胚胎发育潜力的具体影响。
研究人员采用了几项关键技术方法:首先,他们通过给成年雌性CF1小鼠喂食含有TAM(250 mg/kg)的饲料持续3周,模拟长期给药,并设置了0周、1周和3周三个洗脱期组以观察停药后的恢复情况。研究队列包括对照组和各TAM处理组小鼠。其次,他们利用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术精确测定了血清和卵巢组织中的TAM浓度,以验证给药模型的有效性。第三,通过酶联免疫吸附测定(ELISA)分析了血清中的抗穆勒氏管激素(AMH)、雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平。第四,对卵巢组织进行组织学处理(H&E染色)并使用QuPath软件进行卵泡计数和卵巢面积测量,系统评估了卵巢形态和卵泡各发育阶段的数量。第五,通过实时定量PCR(RT-PCR)检测了卵巢中雌激素受体(Esr1, Esr2, Gper)和孕激素受体(Pgr)的基因表达变化。最后,通过超数排卵、体内受精和体外胚胎培养至囊胚阶段,全面评估了排卵率、受精率和胚胎发育能力。
研究人员首先确认了动物模型的有效性。LC-MS/MS分析显示,小鼠饲喂TAM饲料2周后,卵巢中的TAM浓度已达到稳定状态(1.31 ng/mg),与5周时(0.85 ng/mg)无显著差异。血清中TAM浓度在5周时(24.5 ng/ml)高于2周时(12.5 ng/ml),但考虑到卵巢中药物浓度已稳定及小鼠生殖衰老的因素,后续实验选择3周作为TAM处理时长。小鼠血清TAM最高浓度为38 ng/ml(102 nM),低于女性患者服用20 mg/天TAM后的血清水平(287 nM)。
内分泌激素检测结果显示,长期TAM处理对卵巢功能产生了显著影响。与对照组相比,TAM处理组小鼠血清AMH水平显著降低(**p<0.01),并且这种降低在洗脱期1周和3周后持续存在,回归分析表明AMH水平以每周10.5 ng/ml的速度下降(p=0.03)。雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平在数值上低于对照组,但未达到统计学显著性。这表明长期TAM处理可能导致生长卵泡数量减少或其内分泌活性下降。
卵巢组织学分析提供了更直接的形态学证据。TAM处理组小鼠的卵巢面积显著小于对照组(p=0.01)。更重要的是,原始卵泡数量显著减少了35%(p=0.007),而闭锁卵泡(保留卵母细胞)的数量增加了3.4倍(p<0.001)。初级、次级、窦前/排卵前卵泡的数量则无显著差异。TAM处理组小鼠的黄体(CL)数量也显著减少(p=0.012),即使在3周洗脱期后,处理组黄体数量(7.69)仍仅为对照组(14.7)的一半左右。这些结果表明,长期TAM暴露不仅减少了卵巢储备(原始卵泡库),还增加了生长卵泡的闭锁率,并可能影响排卵后黄体的形成。
对生殖能力的直接评估显示,对照组小鼠的平均排卵数(卵母细胞+胚胎)显著高于TAM处理组(41.7 vs. 24.6, 29.6, 21.8;p=0.001)。可用于体外培养的优质胚胎(2-细胞期)数量也显著减少(p=0.03)。然而,受精率(2-细胞胚胎/总排卵数)在各组间无显著差异。最关键的是,在体外培养中,各组胚胎发育至囊胚阶段或孵化囊胚的比例无统计学差异。这表明,尽管长期TAM处理降低了排卵数量,但那些成功受精的卵母细胞其后续的胚胎发育潜能并未受到损害。
为了探究TAM作用的分子机制,研究人员检测了卵巢中雌激素受体和孕激素受体的基因表达。结果显示,Esr2和Pgr的表达在TAM处理后显著升高,但在3周洗脱期后恢复至对照组水平。Esr1的表达变化趋势与Esr2相似,但未达到统计学显著性(p=0.13)。值得注意的是,非经典膜雌激素受体Gper的表达在TAM处理后显著增加,并且即使在3周洗脱期后,其表达水平仍显著高于对照组。
本研究通过系统的体内外实验证明,长期TAM暴露对小鼠卵巢产生了复杂而显著的影响。其主要结论是:长期TAM治疗会导致卵巢储备(原始卵泡数量)下降,卵泡闭锁增加,排卵数减少,但这些负面影响并未延伸到胚胎着床前的发育阶段,体外培养的胚胎仍能正常发育至囊胚。
讨论部分深入分析了这些发现的潜在机制和临床意义。卵巢体积缩小和黄体数量减少可能与原始卵泡库耗竭和生长卵泡闭锁增加导致的排卵率降低有关。尽管TAM在血清中的半衰期较短(小鼠约7小时),但其对AMH水平的抑制效应在停药后仍持续存在,这可能与TAM活性代谢物(如endoxifen和4OH-TAM)的持久作用有关。基因表达分析提示,Gper表达的持续性上调可能是TAM或其代谢物在卵巢中发挥长期效应的关键靶点。GPER作为一种G蛋白偶联受体,在卵母细胞成熟和卵泡发育中扮演重要角色,其表达上调可能与研究中观察到的卵泡早期闭锁和部分黄素化现象相关。
这项研究的意义在于,它为临床医生和患者提供了关于长期TAM治疗生殖安全性的重要实验数据。结果表明,虽然TAM对卵巢功能有负面影响,但成功受精的胚胎仍具有良好的发育潜力,这为癌症幸存者在完成治疗后尝试自然生育或辅助生殖提供了一线希望。然而,研究也强调,卵巢储备的下降是真实存在的风险,这进一步凸显了在癌症治疗前为有生育需求的年轻女性提供生育力保存咨询和服务的紧迫性。未来的研究需要进一步阐明TAM在不同卵巢细胞类型(如颗粒细胞、卵泡膜细胞)中的特异性作用机制,以及不同雌激素受体(ESR1、ESR2、GPER)在介导这些效应中的相对贡献,从而为开发更精准的生殖保护策略提供理论基础。
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