卵巢摘除诱导围绝经期综合征动物模型的研究进展

陶柱萍，韦桂宁，王雪雪，厉颖，尹爱武，李灿委，范孟然，巫秀美,5，张成桂,5，高鹏飞,5,6*

(1. 大理大学药学与化学学院，云南 大理 671000； 2. 广西中医药研究院药理所，南宁 530022； 3. 湘潭医卫职业技术学院，湖南 湘潭 411102； 4. 大理大学公共卫生学院，云南 大理 671000； 5. 云南省昆虫生物医药研发重点实验室，云南 大理 671000； 6. 药用特种昆虫开发国家地方联合工程研究中心，云南 大理 671000)

围绝经期是一个生理过程，由于卵巢卵泡数减少致其功能衰退或丧失，导致雌激素和孕酮等类固醇激素减少，从而引起机体内分泌失调、免疫力低下和植物神经紊乱的症候群，可导致机体血管、肌肉、骨骼和脑神经系统等多个系统的病理变化，有不同程度的易怒、头晕、耳鸣、心悸、失眠、肥胖等症状，晚期伴有明显的骨质疏松症、记忆丧失、认知障碍和心脑血管疾病[1-2]。

我国女性自然围绝经期的平均年龄为49.76岁[3]，在世界范围内，围绝经期综合征的发生率为28.5%，其中中国约占10%，并呈上升趋势[4]，对女性日常活动、身心健康等负面影响越来越严重。

1 卵巢摘除模型

卵巢摘除模型又称去势模型，能快速模拟围绝经期状态。常用于构建卵巢摘除模型的动物主要有大鼠和小鼠，动物品系主要有ICR、BALB/c、KM、NMRI小鼠和SD、Wistar大鼠等[1, 5-7]，其中应用最为广泛的是SD和Wistar大鼠。麻醉大鼠或小鼠后，在子宫角与输卵管的交界处予以结扎，随后切除其双侧卵巢。目前国内外学者常采用该动物模型研究围绝经期综合征的病理机制和药物对其的作用机制[5-10]。

2 卵巢摘除动物模型诱导的围绝经期综合征症状及相关机制研究

2.1 骨质疏松

骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织显微结构恶化，骨密度下降为特征的全身代谢性疾病，是导致骨脆性和骨折风险增加的主要原因[11]。女性患骨质疏松症的几率是男性的五倍，其中我国50岁以上女性骨质疏松患病率约为50.1%，高于同龄男性的22.5%，可能与女性围绝经期雌激素缺乏有关[12-13]。国内外学者采用大鼠或小鼠通过卵巢摘除动物模型成功模拟了骨质疏松症[12, 14]。

常用于评价骨质疏松症的指标包括micro-CT检测、骨吸收和骨形成生化指标检测等。Chen等[14]对C57BL/6J Narl小鼠进行卵巢摘除手术，并用micro-CT检测其右股骨的骨组织参数，结果显示，与假手术小鼠相比，卵巢摘除小鼠骨密度、骨小梁厚度和数量等降低，具有较低的成骨细胞和较高的破骨细胞指标。Mee等[12]采用SD大鼠进行卵巢摘除手术，发现与假手术组相比，卵巢摘除组大鼠体重增加，子宫重量下降，骨密度降低，血清骨形成指标碱性磷酸酶和骨钙素水平升高，骨吸收指标脱氧吡啶诺林和N-端末端肽浓度降低，提示卵巢摘除导致骨吸收和骨形成失衡，影响骨转换，诱发骨代谢异常。钟航等[15]采用C57BL/6J小鼠进行卵巢摘除手术的研究发现，卵巢摘除后破骨细胞低氧诱导因子-1(hypoxia-induceibal factoR-1, HIF-1)信号通路上调，进一步分析表明，HIF-1信号通路参与骨质疏松的病理演变，可能与蛋白激酶B、细胞外调节蛋白激酶、NF-κB这3条信号通路有关。

Collins等[16]对BALB/c小鼠进行卵巢摘除手术，研究雌激素缺乏诱发的骨丢失与机体免疫功能的联系，结果显示，雌激素缺乏时，机体通过调节CD14+单核细胞、CD4+T细胞肿瘤坏死因子超家族成员死亡受体3的表达、及血清肿瘤坏死因子样配体1 A的水平，调节T细胞活性，间接促进骨丢失，提示雌激素缺乏可能导致免疫功能紊乱，间接参与早期围绝经期骨丢失。

2.2 记忆下降和认知障碍

在围绝经期期间，类固醇激素降低，外周血清黄体生成素(luteinizing hormone, LH)水平增加，老年人和啮齿动物的记忆力下降、认知缺陷和阿尔茨海默症发病率增加可能与其变化有关[7, 17]。国内外学者研究发现卵巢摘除动物模型可导致记忆下降和认知障碍[17-18]。

Morris水迷宫实验、T迷宫实验和新物体识别实验是常用的研究、评估动物学习记忆能力的行为学实验。Blair等[7]发现C57BL/6J小鼠卵巢摘除后雌激素、孕激素和脑LH水平下降，血清LH水平升高；Morris水迷宫实验结果显示，卵巢摘除小鼠逃避潜伏期明显长于假手术组；探索实验中，卵巢摘除组在目标象限中花费的时间百分比较假手术组更短，这些结果表明，卵巢摘除动物模型可能破坏认知功能，使学习、记忆功能受损，其病理机制可能是在围绝经期状态下，外周较高的LH驱动脑LH丢失，导致LH受体信号和认知功能丧失，而激活中枢神经系统LH受体可改善卵巢摘除相关的空间记忆丧失和神经元的可塑性。

Delrobaei等[17]研究发现，NMRI卵巢摘除小鼠与假手术小鼠相比，血清脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)、脑组织超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平降低，新物体识别实验的辨别指数显著降低；T迷宫实验的交替次数除以总的选择次数的比率下降；结果提示，其可能的病理机制是卵巢摘除后机体抗氧化能力和BDNF表达下降，影响学习和记忆。Jintanaporn等[18]对Wistar大鼠进行卵巢摘除手术，结果显示，卵巢摘除组大鼠Morris水迷宫实验的逃避潜伏期显著增加，保留时间显著减少；海马组织的丙二醛水平显著升高，超氧化物歧化酶水平显著降低；海马磷酸化ERK 1/2的表达明显下调，提示围绝经期雌激素水平降低，清除自由基能力和内源性抗氧化能力降低，氧化应激状态发生变化。由于大脑是氧化应激的重要靶点，氧化应激会袭击大脑，导致神经变性，进而损害认知功能，尤其是学习和记忆能力。

2.3 焦虑和抑郁

抑郁症是一种发病率和自杀率高的精神疾病，据统计，目前影响全世界大约3.5亿人[19]；抑郁症的女性患者远超过男性，且妇女绝经后抑郁症的发病率是绝经前4倍[20]。研究表明，围绝经期妇女抑郁症的高患病率与较低的循环雌激素水平有关，雌激素是一种高度亲脂的激素，可跨越血脑屏障，进入细胞内并与细胞内雌激素受体结合，这些受体分布在许多与焦虑和抑郁相关的区域，如杏仁核、下丘脑等，雌激素也可通过雌激素受体影响多种神经递质系统，如5-羟色胺、多巴胺和去甲肾上腺素等[21]。

强迫游泳实验(forced swimming test, FST)、旷场实验(open field test, OFT)、悬尾实验(tail suspension test, TST)和糖水偏好实验(saccharin preference test, SPT)是抑郁模型常用的行为学评价指标。Estrada-Camarena等[22]研究发现，Wistar大鼠在卵巢摘除1周和3周后，FST的游泳行为显著减少，不动时间显著增加，表明卵巢摘除动物模型可诱发抑郁样行为。Saad等[23]发现卵巢摘除的Wistar大鼠的FST的不动时间延长，OFT的中央区域潜伏时间增加，穿格数减少，血清雌激素水平和海马BDNF显著降低，BDNF广泛存在于中枢和外周神经系统，与抑郁的发生发展密切相关[24]。研究提示卵巢摘除大鼠的抑郁样行为可能与雌激素和BDNF的下降有关。

Saravi等[25]手术摘除NMRI小鼠卵巢，与正常对照和假手术小鼠相比，FST和TST的不动时间增加，海马亚硝酸根浓度升高，揭示其病理机制可能与NO信号通路有关。Xu等[26]采用SD大鼠进行卵巢摘除手术，研究雌激素缺乏诱导的抑郁样行为与脑炎症、吲哚胺2,3-双加氧酶等的联系，研究结果揭示，卵巢摘除引起的雌激素缺乏会增加海马内炎症因子如干扰素-γ、白介素-6的水平，进而激活吲哚胺2,3-双加氧酶，降低5-HT的生成，从而导致抑郁样行为。Gogos等[27]发现，卵巢摘除SD大鼠雌激素水平显著下降，FST不动时间延长，SPT的糖水偏好率呈降低趋势，而给予雌激素治疗后，上述指标均有逆转至正常水平的趋势，提示卵巢摘除可诱发抑郁样行为，而雌激素具有抗抑郁作用。

小胶质细胞是神经胶质细胞的一种，参与神经炎症，其变化可能会导致、加重抑郁的发生[28]。Sárvári等[29]研究发现，Wistar大鼠卵巢摘除后，Cd11b，Cd18，C3，Cd32，Msr2和Toll样受体4基因的表达增加，而清道夫受体CD36表达下降，表明卵巢激素丢失改变了雌激素和神经元抑制信号的表达，这些信号参与了在免疫应答的启动和调节中起着重要作用的小胶质细胞反应性的控制。

Abraham等[5]发现，Wistar大鼠卵巢摘除3周后出现焦虑样行为，6周后大鼠出现绝望样行为，进一步分析表明，卵巢摘除诱发的焦虑、绝望样行为可能与外侧中膈核Fos免疫反应的减少有关。

2.4 肥胖

内源性雌激素在体重和肥胖的调控中发挥着重要作用，雌激素缺乏时基础代谢减少；卵巢摘除诱导的肥胖与能量消耗减少、脂肪组织扩张和肝脂肪变性有关[30]。Sunmin等[31]的研究表明，与SD假手术大鼠相比，卵巢摘除大鼠血清雌激素水平降低，LH和促卵泡生长激素水平升高，体重增加，子宫周围脂肪、腹膜后脂肪和内脏脂肪均呈上升趋势；每天的能量摄入增加，消耗减少；每分钟的脂肪氧化降低；血清葡萄糖和胰岛素升高。Curtis等[32]发现卵巢摘除SD大鼠的体重明显升高，中枢神经系统的细胞因子白介素-6、趋化因子单核细胞趋化蛋白-1和Toll样受体4水平发生显著变化，提示神经免疫信号的早期改变参与调节卵巢摘除术后的体重增加。

体内代谢物及其代谢通路是肠道微生物调节人体的重要途径，Liu等[33]采用1H NMR代谢组学技术，分析SD大鼠卵巢摘除手术12周后血清和尿液代谢物的变化，探讨其与雌激素缺乏诱导围绝经期综合征的关系。结果显示，与假手术组相比，卵巢摘除组大鼠血清和尿液的多种代谢物发生显著性变化，如卵巢摘除组尿液中组氨酸、肉毒碱、三甲胺水平显著升高，蛋氨酸、肌酸、氧化三甲胺、柠檬酸、琥珀酸水平显著降低，经代谢路径分析表明，卵巢摘除大鼠三羧酸循环(柠檬酸、琥珀酸)、脂肪酸生物合成和氧化(肉毒碱)、蛋氨酸循环(蛋氨酸、肌酸)、肠道菌群(三甲胺、氧化三甲胺)等代谢途径紊乱；其中，组氨酸、肉毒碱的变化与围绝经期肥胖密切相关。

肠道微生物组成和丰度是调节能量代谢、葡萄糖代谢、脂质代谢、炎症和免疫系统的重要因素，近年研究表明，卵巢摘除模型所致的雌激素缺乏，可引起大鼠肠道菌群分布、结构和代谢的紊乱[31, 34]。Zhang等[34]比较了Wistar卵巢摘除大鼠和假手术大鼠肠道菌群的差异表明，卵巢摘除组大鼠的硬壁菌门和拟杆菌门的丰度分别显著增加和减少，其比值的升高可能在卵巢摘除诱导的肥胖中起重要作用。Choi等[2]对比了卵巢摘除诱导的肥胖与饮食性肥胖肠道微生物群，发现两组模型的微生物组非常相似，但卵巢摘除诱导的肥胖中可能存在细菌-基因的相互作用，有其特异性诊断细菌。

2.5 其他围绝经期综合征症状

Choi等[2]研究结果显示，卵巢摘除大鼠血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、动脉粥样硬化指数和心脏病危险因子均高于假手术组。

3 卵巢摘除动物模型在中医药治疗围绝经期综合征中的应用

治疗围绝经期综合征的现代化学药物有较好的疗效，但表现出较多的副作用和耐药性，如雌激素替代疗法是治疗围绝经期综合征的有效措施，但长期使用雌激素会增加患乳腺癌、卵巢癌和心脑血管疾病的风险[35]。传统的中医药方法具有副作用小、多途径、多靶点等优势，在治疗围绝经期综合征研究中受到越来越多的重视。

3.1 中药(含天然药物)

研究表明，多种中药可改善卵巢摘除动物模型诱导的围绝经期综合征症状，部分研究结果见表1。

表1 改善卵巢摘除动物模型诱导的围绝经期综合征症状的部分中药(含天然药物)Table 1 Some Traditional Chinese Medicine (including natural medicine) for ameliorating the symptoms of PMS induced by ovariectomy animal model

3.2 中医证候

Liu等[5]利用卵巢摘除动物模型模拟中医围绝经期的“潮热”证候，并研究了中药贯叶连翘对该症候的治疗作用。结果显示与空白对照SD大鼠相比，卵巢摘除大鼠尾部皮肤温度升高，体重明显增加，肝、肾、脾的脏器指数均显著性升高，与“潮热”证候相似，提示造模成功。贯叶连翘的治疗有逆转上述症候至正常水平的趋势。

3.3 其它传统中医疗法

其它传统中医治疗方法包括针刺、艾灸、穴位埋线、穴位激光照射法等，研究显示有一定的改善围绝经期症状的作用[4, 44-48]，部分研究结果见表2。

表2 其它传统中医疗法改善卵巢摘除动物模型诱导的围绝经期综合征症状部分研究结果Table 2 Some other Traditional Chinese Medicine methods for improving the symptoms of PMS induced by ovariectomy animal model

4 展望

围绝经期动物模型有卵巢摘除动物模型、自然衰老动物模型、酒精损伤卵巢动物模型、病症结合模型、加速卵巢衰竭模型等[49]。卵巢摘除动物模型可诱导多种围绝经期症状，如骨质疏松、神经、精神障碍和肥胖等，且造模时间短，模型成功率高，在围绝经期综合征研究中应用广泛。

但卵巢摘除动物模型与人类围绝经期雌激素水平的变化不同，其雌激素水平在短时间内急剧下降，而人类围绝经期体内的雌激素水平呈逐渐下降趋势，故此动物模型的实验结果可能与围绝经期综合征妇女存在一定差异；此外，大部分采用动物模型的研究聚焦于单个症状的病理机制和药物筛选，由于选取的造模对象、造模时间等不一致，实验结果可能存在一定差异。

中医药如中药及针灸等在应用此动物模型研究治疗围绝经期综合征中显示了一定的优势[44-48]，但其作用机制有待深入探索。另外，中医辩证论治治疗围绝经期综合征[50]也取得了一定进展，今后可考虑尝试应用此动物模型深入研究其机制。