卵巢早衰动物模型构建方法及比较研究进展

李虹璇, 李思慧, 冯嘉欣, 唐 凯, 卢 蕊, 韩丝银

(1. 广西中医药大学基础医学院,南宁530200; 2. 广西中医药大学骨伤学院,南宁530200)

卵巢早衰（prenature ovarian failure，POF）是指卵巢功能提前衰退，表现为40 岁之前的妇女出现非生理性的月经停止，常伴有潮热、盗汗、阴道干涩等绝经期及不孕症状，以卵泡刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）和黄体生成素（luteinizing hormone，LH）升高及雌二醇（estradiol，E2）下降为主要特征［1］。近年来，POF妇女因受医源、免疫、遗传、代谢及环境等多种因素的影响，发病人群日渐低龄化，但由于临床病理机制尚不明确，该病已成为生殖研究领域的难点和热点。

人体POF 的临床研究获取卵巢组织较为困难，学者们一直在寻找理想可靠的方法构建POF动物模型，以深入研究和探讨卵巢早衰的发生、发展并寻找治疗方案。本文通过查阅分析国内外有关POF动物建模方法的最新研究文献，从实验动物、造模方法、剂量、结果及成模时间等方面直观比较分析各因素引发POF动物模型的构建方法及优缺点，以期为不同需要的研究者提供有用的建模信息。

1 不同因素引发POF动物模型

1.1 医源因素

1.1.1 化疗和放疗

癌症是世界范围内的主要公共卫生问题。据报告，2014 年中国约有169 万女性被诊断为癌症，其中排名前五的癌症种类中2.78%的患者年龄在30 岁以下，12.25%的患者年龄在30～44 岁之间［2］。化疗和放疗是临床治疗恶性肿瘤与防止肿瘤复发的主要方法，但患者接受治疗后会出现严重的生殖系统损伤等不良反应，化疗与放疗引起的卵巢早衰占POF患病人群的25%，成为引发女性生殖疾病的重要原因［3-5］。

顺铂是临床上常用的化疗药物，有较强的细胞毒性，在杀死肿瘤细胞的同时也对正常细胞造成损伤。顺铂诱导细胞损伤的主要机制是损伤DNA，其次也有氧化应激。顺铂对育龄期女性的生殖功能产生影响，主要是通过破坏卵巢功能导致POF。顺铂是构建大鼠POF 模型常用的药物［6］。董若曦等［7］表明Wistar 大鼠腹腔注射4 mg/kg 顺铂，间隔一周再次注射建立的化疗损伤性POF大鼠模型效果最好。张丽娟等［8］表明SD大鼠腹腔注射6 mg/kg 顺铂，间隔一周再次注射建立化疗损伤性POF大鼠模型的效果更为理想。

环磷酰胺也是常用的化疗药物之一，拥有高度卵巢毒性，可造成性腺组织永久性损伤。卵巢是环磷酰胺雌性生殖毒性作用的主要靶向器官［9-10］。张娟等［11］表明50 mg/kg 环磷酰胺连续腹腔注射家兔2 d 是诱导家兔POF 模型的最佳方式。刘慧莹等［12］比较单药和联合用药建立化疗所致Wistar大鼠POF模型的效果，结果表明一次性腹腔注射环磷酰胺120 mg/kg 联合皮内注射白消安12 mg/kg 造模法是一种较好的选择。李慧等［13］用120 mg/kg 环磷酰胺与7.5 mg/kg 紫杉醇分别建立Wistar大鼠POF模型，结果表明环磷酰胺处理后大鼠的血清学表现与临床卵巢早衰患者相一致，更适用于大鼠建模。

放疗对卵巢组织的放射性损伤也是常见的不良反应，主要引起卵巢内各级卵泡凋亡，卵巢储备严重减退。贺宇恒等［14］给予C57BL/6小鼠单次全身辐射4 Gy的X射线，7～14 d建立小鼠POF模型。化疗和放疗致POF的具体造模方法比较见表1。

表1 化疗和放疗致POF的具体造模方法比较Table 1 Specific modeling methods for premature ovarian failure(POF)induced by chemotherapy and radiotherapy

1.1.2 药物

雷公藤具有抗炎、抗菌、免疫抑制、抗肿瘤等作用，其不同制剂已广泛应用于临床；但是雷公藤具有生殖毒性，可导致POF［15］。郝娟等［16］给Wistar大鼠连续灌胃50 mg/kg雷公藤多甙14 d，建立了POF 大鼠模型。Fu 等［17］给SD 大鼠连续灌胃40 mg/kg雷公藤多苷70 d，建立了POF大鼠模型。陈淑萍等［18］给SD大鼠连续灌胃50 mg/kg雷公藤多苷14 d，也可以建立POF大鼠模型。郜然然［19］给SD 大鼠连续灌胃400 μg/kg 雷公藤甲素60 d 建立POF 大鼠模型。同时，高慧等［20］发现雷公藤多甙建立的POF模型较环磷酰胺更为理想，SD大鼠卵巢受损的病理结果与人类一致。

氢化可的松是最早使用并且公认的肾阳虚证造模药物［21］。王凯等［22］给SD大鼠连续下肢肌注32 mg/kg氢化可的松12 d，可建立肾阳虚证POF大鼠模型。药物致POF的具体造模方法比较见表2。

表2 药物致POF的造模方法比较Table 2 Modeling methods for premature ovarian failure(POF)induced by drugs

1.2 免疫因素

据统计发现，5%～30%的POF 患者自身免疫功能出现异常［23］。Tong等［24］将刚出生2～4 d的幼鼠麻醉后摘除两片胸腺，手术后90%的14日龄幼鼠出现了自身免疫性POF。林建华等［25］以粗制的卵巢抗原免疫小鼠，每3 周加强免疫1次，交配2周后无小鼠受孕。Smith等［26］首次报告抗透明带（zona pellucida，ZP）抗体与POF相关。Bagavant 等［27］发现，动物体内存在高浓度的ZP 抗体，会导致雌性鼠的生育能力下降。Horejsi 等［28］发现，原发性闭经患者中38.5%呈ZP抗体阳性，而在继发性闭经患者中有23.3%呈ZP 抗体阳性。田海清等［29］给BALB/c 小鼠双后脚掌处皮下注射75 μg 纯化抗透明带3 多肽（pZP3），建立自身免疫性POF模型，免疫后6周即可达到良好的建模效果。

然而，王佩娟等［30］认为，给出生3 d以内的小鼠行胸腺切除术建立模型的手术难度大，小鼠的死亡率高，目前难以推广应用；而用pZP3 注射小鼠免疫建立POF模型，其表现与人类POF相似，且成模率比较高，有利于进行临床诊断学和治疗学方面的研究。免疫因素致POF的具体造模方法比较见表3。

表3 免疫因素致POF的造模方法比较Table 3 Modeling methods for prematureovarian failure(POF)induced by immune factors

1.3 遗传因素

Krishna等［31］从POF小鼠模型中发现一些突变 基 因，如INHa、FOXL2、MSH5、DMC1、ATM和BMP15。而基因敲除模型已成为研究基因结构功能和建立人类疾病模型的一种常规实验方法。目前，国内外学者已通过敲除小鼠PTEN、GDF9、Cx37、Bcl2、FOXL2 基因建立了POF 模型［32-36］。本方法有助于人们了解某特定基因对POF 的作用，但一种模型仅能研究1～2 个基因的作用。由于POF的发生并非仅几种基因改变所致，因此该方法对于POF 病因学的研究有所局限，并且操作难度大、成本高［37］。基因敲除致POF的具体造模方法比较见表4。

表4 基因敲除致POF的造模方法比较Table 4 Modeling methods for prematureovarian failure(POF)induced by gene knockout

1.4 代谢因素

陈静等［38］研究发现，半乳糖血症能够引起成年女性原发或继发性闭经，并导致POF。李洁等［39］给昆明小鼠35%半乳糖食物70 d 可建立POF 模型。苏先芝等［40］给小鼠颈背部皮下连续注射200 mg/kgD-半乳糖6 周，也可以建立POF模型。但是有研究发现，D-半乳糖注射诱导模型的小鼠血清AMH 和雄激素水平均增高，这与卵巢衰老特征不符，因此提示代谢因素所致POF模型不能模拟卵巢衰老的真正病理生理条件［41］。代谢因素致POF的具体造模方法比较见表5。

表5 代谢因素致POF的造模方法比较Table 5 Modeling methods for prematureovarian failure(POF)caused by metabolic factors

1.5 环境因素

随着现代工业的发展，人们居住条件改善，室内装修和各种消费品的使用使室内化工原料超标，导致POF 发病增多。杨秀萍等［42］给Wistar大鼠连续灌胃5 mL 的20%乙醇12 d 建立了POF模型。苏先芝等［40］给SPF 级雌性ICR 小鼠连续腹腔注射160 mg/kg 去氧乙烯基环己烯15 d，可建立POF 模型。苏晓华等［43］给昆明小鼠连续吸入10 mg/m3密度的气态甲醛14 d 也可以建立POF模型。环境因素致POF的具体造模方法比较见表6。

表6 环境因素致POF的造模方法比较Table 6 Modeling methods for prematureovarian failure(POF)caused by environmental factors

1.6 其他因素

应激会引起全身性的内分泌反应，细胞反应进一步影响功能代谢。连晓媛等［44］给Wistar 大鼠连续15 d制动应激，结果显示可诱导卵巢功能紊乱和退化，效果较明显。有学者采用从日本引进的DahIS高血压大鼠，研究发现卵巢是受高血压影响的靶器官，随高血压病情加重，POF现象更明显，故认为DahIS高血压大鼠可作为POF动物模型［45］。

2 不同因素引发POF动物模型的比较

2.1 各因素建模特点比较

各因素引发POF 的造模方法侧重于不同的病因学，最适用于各自病因POF 的发病机制和治疗研究，有着各自的独特性和局限性。进一步比较分析各因素引发POF 的致病机制、适用造模方向及造模优缺点，见表7。在实际研究中，应根据研究目的和要求来选择相似因素和病因所建的POF 动物模型，同时综合考虑造模成功率、所需时间和成本等，以便顺利地进行POF 发生、发展机制和临床治疗的研究。

表7 各因素致POF的造模比较Table 7 Comparative analysis of premature ovarian failure(POF)models induced by various factors

2.2 各因素建模效果比较

尽管不同因素引发POF的机制不尽相同，但最终都应包括相关激素变化和卵巢损伤。周宇等［46］比较3 mg/kg顺铂用药和卵巢切除法分别诱导的ICR 小鼠POF 模型，结果表明小鼠卵巢切除模型能够更好地模拟POF 的症状，且对学习记忆的影响较小，更适用于研究药物对POF 模型小鼠脑功能的影响。周慧等［47］分别给予SD 大鼠120 mg/kg 环磷酰胺、35%半乳糖食物和12 mg/kg白消安，结果表明环磷酰胺和半乳糖能够建立POF模型，但是白消安未能成功建模。Zhang等［48］分别给予ICR小鼠、KM19小鼠和SD大鼠120 mg/kg环磷酰胺、12 mg/kg白消安、3 或4 mg/kg 顺铂、160 mg/kg 去氧乙烯基环己烯、35%半乳糖颗粒和50 mg/kg 雷公藤多苷，结果表明环磷酰胺、顺铂、去氧乙烯基环己烯、半乳糖都能够建立POF模型，但是白消安和雷公藤多苷没有明显的建模效果。

3 总结

近十年，学者们已有相关综述介绍了医源、免疫、遗传、环境等因素构建的POF 动物模型［37，49-50］。本文进一步整理了文献数据，全面分析比较了各种因素引发的多种POF动物模型的构建方法，期望为不同需要的研究者提供直观有用的POF建模信息。整体上，肿瘤和自身免疫性疾病在临床上发病率高，社会关注度高，国内外研究化疗药物和自身免疫性疾病导致的POF模型最多，特别是环磷酰胺、顺铂、pZP3具有代表性，可作为POF 发病机制和治疗研究的常用动物模型。此外，近年来环境化学物质不断使POF发病率上升，目前去氧乙烯基环己烯造模最稳定；但是有关化学物质引发POF模型的研究尚少，需要更多关注。