ADAMTS(A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs)家族是一类分泌型、多结构、锌离子依赖的解整合素金属蛋白酶家族。该家族成员的主要作用是切割细胞外基质(extracellular matrix,ECM)从而在组织重塑、发育、生殖、炎症、中枢神经系统、肿瘤、血管生成等多种病生理过程中起到调控作用。已有研究表明,ADAMTS家族在调控生殖系统发育中起着重要作用。生殖系统的发育是一个复杂的过程,包括胚胎期发育和出生后发育。小鼠在胚胎期有两套生殖管道,包括沃尔夫管(Wolffian duct)和苗勒氏管(Mullerian duct),其中Wolffian duct发育成包括睾丸在内的雄性生殖系统,Mullerian duct发育成雌性的卵巢、输卵管、子宫和上阴道。C57BL/6雌性小鼠阴道在5周时开口,5周前其阴道处于封闭状态,阴道开口对小鼠排出子宫、宫颈分泌物等物质及成年小鼠交配具有重要的作用。ADAMTS18是一种“孤儿金属蛋白酶”,与胚胎发育及早期器官形态发生密切相关。我们课题组在前期研究中构建了Adamts18基因敲除(knock out,KO)小鼠。在育种过程中发现KO雌性小鼠生育能力显著下降,部分KO小鼠具有阴道闭锁的症状。具有阴道闭锁症状的KO小鼠均伴有子宫积液的现象。生育能力对于生物种群繁衍和数量扩大具有重要作用,因此研究ADAMTS18缺失导致小鼠阴道闭锁的原因就至关重要。研究方法:1)解剖学及苏木素伊红(Hematoxylin and eosin,H&E)染色方法比较野生(wide type,WT)小鼠和KO小鼠在形态学上的差异;2)实时荧光定量PCR(Quantitative Real-Time-PCR,qRT-PCR)和原位杂交(in situ hybridization,ISH)技术研究Adamts18 mRNA在1周到6周WT小鼠雌性生殖道上的表达;3)测量1周、2周和5周WT小鼠和KO小鼠阴道长度;4)qRT-PCR检测1周WT小鼠和KO小鼠会导致阴道闭锁相关分子的mRNA水平;5)石蜡切片技术切E15.5(embryonic day 15.5,E15.5)WT小鼠和KO小鼠胚胎比较其在Mullerian duct融合上是否有差异;6)TUNEL法检测5周WT小鼠和KO小鼠阴道末端的凋亡情况来探究ADAMTS18缺失导致小鼠阴道闭锁的机制。实验结果:1)qRT-PCR结果显示,Adamts18 mRNA在1周到5周小鼠的阴道上均具有较高水平的表达,在1周小鼠的卵巢和输卵管具有一定量的表达,在2周到6周小鼠的卵巢和输卵管以及1周到6周小鼠的子宫很少检测到表达。2)在原位杂交中,Adamts18 mRNA在1周小鼠阴道的上皮和肌层具有最高水平的表达,在1周-5周小鼠的阴道上具有持续的表达,提示其在阴道发育过程中起着重要作用。3)1周小鼠和2周小鼠阴道长度无明显差异,5周阴道闭锁小鼠的阴道显著短于5周WT小鼠;4)2周及5周KO小鼠阴道外观出现畸形,阴道上2/3有明显的膨出;5)相较WT小鼠,1周KO小鼠阴道Bcl-2 mRNA表达水平显著上升,提示1周KO小鼠阴道细胞凋亡减少;6)对E15.5小鼠胚胎石蜡切片的分析显示,部分阴道闭锁KO小鼠在胚胎发育阶段Mullerian duct的融合可能有问题,两条Mullerian duct并未融合在一起;7)5周小鼠阴道末端细胞的凋亡检测显示部分KO小鼠阴道末端细胞的凋亡减少。综上所述,ADAMTS18缺失对于雌性小鼠生殖系统发育具有两个时期的效应:1)胚胎期,部分KO小鼠Mullerian duct融合发生障碍,这可能会形成后期小鼠的有隔阴道;2)出生后,ADAMTS18对于小鼠阴道的伸长具有重要作用,可能影响5W时阴道末端细胞凋亡,从而形成小鼠阴道闭锁的表型。本研究拓展了对ADAMTS18功能的认识,揭示了ADAMTS18在小鼠雌性生殖系统发育中的重要作用,也为临床上诊断女性阴道闭锁等病症提供了思路。