实验室小鼠首次有了女性生理周期

传统实验鼠没有月经,使其难以成为研究女性生殖健康的理想模型。

本报讯 长期以来,研究女性生殖系统一直存在一个棘手的问题——大多数实验动物没有月经。一项近日公布于预印本平台bioRxiv的研究显示,研究人员已经培育出一种小鼠,可以在特定药物作用下产生月经。

“这个模型是独一无二的,采用了一种新颖的方法诱导月经产生。”美国堪萨斯大学医学中心的生殖学家Warren Nothnick说,这些小鼠可用于研究子宫内膜异位症等生殖健康问题。

几乎所有哺乳动物都会通过增厚子宫内膜,特别是最靠近子宫内壁的功能层来维持妊娠。在大多数哺乳动物中,这种被称为“蜕膜化”的过程仅发生于妊娠期间。但在少数有月经的动物,如大型灵长类动物、4种蝙蝠及象鼩中,功能层会在卵巢排卵前增厚。若未出现存活的胚胎,这层组织便会分解并脱落。

为研究月经现象,研究人员可以通过提升孕酮水平,并注射液体来“诱骗”小鼠进入一种假孕状态,这种液体通过挤压子宫内膜来模拟着床。当停止孕酮治疗后,子宫细胞便会脱落。但作为一种模拟真实情况的方法,这种人工诱导的月经存在局限性。

2016年,非洲棘鼠有月经周期的发现为研究月经提供了一种天然途径。然而,这些动物需要特别的照顾——作为防御机制,它们在被抓时会蜕皮,而且与标准的实验小鼠相比,为它们开发的基因工具较少。

在这项新研究中,美国哈佛大学的生殖生物学家Kara McKinley和同事对标准实验鼠的子宫内膜进行了基因改造,使其能够对经期动物体内的信号作出反应。他们为这些细胞配备了一种受体蛋白,经药物激活后可增强细胞对钙离子的敏感性,而钙离子是触发子宫内膜脱落的关键诱因。

一旦研究人员提高这些啮齿动物的孕酮水平并刺激受体,大约3天后,它们便会产生3到4天的月经周期,并呈现出类似人类月经的特征,包括子宫增大和子宫内膜血管扩张。对动物月经液体的细胞分析显示,其基因表达与人类样本有31%的重叠,若该过程由不同的基因通路调控,预期的相似度为12%。

美国埃默里大学的Alison Swaims Kohlmeier指出,小鼠体内缺失了人类月经的某些特征,如为子宫内膜供血的螺旋状动脉结构。“目前还不清楚这些结构的缺乏如何影响子宫内膜的重塑。”

尽管如此,McKinley团队已利用这些新模型动物探索了此前无法研究的月经知识。例如,他们发现,在功能层脱落前,子宫内膜细胞会形成由不同亚型细胞构成的环状结构,年轻细胞包裹着不断增多的衰老、垂死的细胞簇。

哈佛大学的生殖生物学家Cagri Cevrim说,不断扩大的细胞环可能会挤压周围组织,从而帮助功能层与子宫内膜的其余部分剥离。“你可以想象子宫由内到外为月经作准备。”

Kohlmeier认为,这种环状结构可以保护子宫在脱落过程中免受损伤,因为年轻的细胞可以保护子宫内膜免受死亡细胞引发炎症的伤害。她补充说,这种细胞排列的改变可能会影响女性的生殖条件。

McKinley团队计划利用新培育的小鼠模型深入探究导致月经大量出血的生理通路。他们希望这项工作最终将为使用信使RNA破坏这些通路的治疗提供信息,从而减轻患者的月经负担。(文乐乐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1101/2025.10.08.681007

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