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多嚢胞性卵巣症候群由来顆粒膜細胞のミトコンドリア生合成に及ぼすビタミンD3の効果
Effect of Vitamin D3 on Mitochondrial Biogenesis in Granulosa Cells Derived from Polycystic Ovary Syndrome.
PMID: 32681627 DOI: 10.22074/ijfs.2020.6077.
抄録
背景:
多嚢胞性卵巣症候群（PCOS）は、無排卵性高アンドロゲン症によって診断される内分泌疾患です。高アンドロゲン血症は、最終的にはPCOS患者の卵胞の成長を妨害するアポトーシスを増加させます。ミトコンドリアはアポトーシスを調節しているため、卵胞性無力症の発生率が高くなると影響を受ける可能性があります。これは不妊症の原因になるかもしれません。ビタミンD3はPCOSの症状を改善することが示されているため、本研究の目的は、PCOS誘発マウスモデルにおいて、ビタミンD3が肉芽腫細胞のコピー数、ミトコンドリアの生合成、膜の完全性に及ぼす影響を調べることであった。
Background: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is an endocrine disorder diagnosed by anovulation hyperandrogenism. Hyperandrogenism increases apoptosis, which will eventually disturb follicular growth in PCOS patients. Since mitochondria regulate apoptosis, they might be affected by high incidence of follicular atresia. This may cause infertility. Since vitamin D3 has been shown to improve the PCOS symptoms, the aim of study was to investigate the effects vitamin D3 on copy number, mitochondrial biogenesis, and membrane integrity of granulosa cells in a PCOS-induced mouse model.
材料と方法:
本実験では、デヒドロエピアンドロステロン（DHEA）によりPCOSマウスモデルを誘導した。卵胞刺激ホルモン受容体（FSHR）による同定後の顆粒膜細胞を、1.ビタミンD3（100nM、24時間）で処理した顆粒膜細胞、2.何も処理していない顆粒膜細胞、3.非PCOSの顆粒膜細胞（対照群）の3つのグループに分けて培養した。ミトコンドリア生合成遺伝子(TFAM)の発現をリアルタイムPCRを用いて異なるグループ間で比較し、コピー数もqPCRで調べた。ミトコンドリアの構造は透過型電子顕微鏡（TEM）で評価した。ホルモン量は酵素免疫吸着アッセイ（ELISA）キットを用いて測定した。
Materials and Methods: In this experimental study, the PCOS mouse model was induced by dehydroepiandrosterone (DHEA). Granulosa cells after identification by follicle-stimulating hormone receptor (FSHR) were cultured in three groups: 1. granulosa cells treated with vitamin D3 (100 nM for 24 hours), 2. granulosa cells without any treatments, 3. Non-PCOS granulosa cells (control group). Mitochondrial biogenesis gene (TFAM) expression was compared between different groups using real-time PCR. copy number was also investigated by qPCR. The mitochondrial structure was evaluated by transmission electron microscopy (TEM). Hormonal levels were measured by an enzymelinked immunosorbent assay (ELISA) kit.
結果:
PCOS群では、非PCOS群と比較して、前卵胞数と肛門卵胞数が増加した。PCOSマウスの肉芽細胞では、非PCOS群と比較してミトコンドリア生合成遺伝子がダウンレギュレートされていたが、ビタミンD3の投与により、これらの遺伝子の発現が増加した。しかし、ビタミンD3による処理は、無処理のPCOS肉芽細胞と比較して、これらの遺伝子の発現レベルを増加させた。PCOS群のミトコンドリアのほとんどは球状で、クリスタエはほとんど見られなかった。その結果、ビタミンD3を投与したPCOS群では、無投与のPCOS肉芽腫細胞に比べてコピー数が有意に増加していた。
Results: The numbers of pre-antral and antral follicles increased in PCOS group in comparison with the non-PCOS group. Mitochondrial biogenesis genes were downregulated in granulosa cells of PCOS mice when compared to the non-PCOS granulosa cells. However, treatment with vitamin D3 increased expression levels of these genes compared to PCOS granulosa cells with no treatments. Most of the mitochondria in the PCOS group were spherical with almost no cristae. Our results showed that in the PCOS group treated with vitamin D3, the copy number increased significantly in comparison to PCOS granulosa cells with no treatments.
結論:
この研究によると、我々は結論づけることができる、ビタミンD3は、卵胞の発達とその後の卵子の質を向上させる可能性がありますPCOSマウスの顆粒膜細胞におけるミトコンドリアの生合成と膜の完全性、mtDNAのコピー数を向上させます。
Conclusion: According to this study, we can conclude, vitamin D3 improves mitochondrial biogenesis and membrane integrity, mtDNA copy number in granulosa cells of PCOS mice which might improve follicular development and subsequently oocyte quality.
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