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人类剂量等效孕激素植入避孕的啮齿动物模型

抽象的

背景

长效可逆避孕药具(LARC;只有黄体酮)是一种越来越普遍的激素避孕选择,在育龄妇女希望抑制卵巢功能和月经周期。总体目标是开发和验证植入etonogestrel (ENG) LARC的啮齿动物模型,其大小相当于女性在头3年使用ENG皮下棒LARC期间的平均剂量。

方法

Intact,Virgin,女性Sprague-Dawley大鼠(16-WK-Old)被随机分为4组(n = 8/group) of ENG LARC (high-0.30μg/d, medium-0.17μg/d, low-0.09μg/d, placebo-0.00μg/d) via a slow-release pellet implanted subcutaneously. Animals were monitored for 21 days before and 29 days following pellet implantation using vaginal smears, ultrasound biomicroscopy (UBM), saphenous blood draws, food consumption, and body weights. Data were analyzed by chi-square, non-parametric, univariate, and repeated measures 2-way ANOVA.

结果

在颗粒植入前,治疗组在发情周期阶段所花费的时间没有差异(p> 0.30)。颗粒植入后,其在发情和发情期间所花的时间有剂量依赖性的影响(p < 0.05), with the high dose group spending more days in diestrus and fewer days in estrus. Prior to pellet insertion there was not an association between treatment group and estrus cycle classification (p= 0.57),但在颗粒植入后,与周期分类存在剂量依赖关系(p< 0.02)。测量UBM(卵巢体积,卵泡计数,黄体计数)表明颗粒植入后卵巢功能发生改变。

结论

对发情周期的评估表明,在转向更多的非循环大鼠和花在发情期的时间更长时间的剂量-反应关系。因此,该模型中的每个剂量都模拟了ENG LARC在女性卵巢中观察到的一些变化,并为今后研究其对非生殖组织的影响提供了机会。

背景

激素避孕法(HC)是育龄妇女(18-49岁)抑制卵巢功能和月经周期的常规方法。HC模式是基于知识、偏好/舒适水平、处方覆盖范围以及与个人医疗保健提供者的讨论的个人选择。在2018年12月国家卫生统计中心关于避孕使用最新数据简报的7220万妇女中,26%使用HC [1]。在使用HC的1880万妇女中,40%使用长效可逆避孕(LARC);20-39岁的女性是LARC用户的最大比例[1]。

只有黄体酮的LARC有三种方式:宫内节育器(IUD)、皮下棒和注射。目前可用的IUD选项分泌左炔诺孕酮(LNG),皮下棒选项分泌炔诺孕酮(ENG)。由于植入位置不同(子宫与手臂),IUD最初释放LNG的速率为14-20μg/d [2],而皮下棒开始释放70μg/d的ENG [3.,4]。两种植入型LARC的释放速率和剂量在使用3年或更长时间后缓慢下降。可注射LARC使用醋酸甲羟孕酮(每3个月150mg),与骨密度(BMD)降低相关[5,6],可能是由诱导严重的低雌激素和闭经引起的[6,7,8,9]。皮下棒和IUD的LARC模式为女性提供了多种优势,包括与患者依从性无关的高效,长期无人照料使用(3年或以上),高效的卵巢和月经抑制[10[与组合口服避孕药相比,降低静脉血栓栓塞和乳腺癌的风险降低[11]。与可注射LARC不同,约29%的皮下棒和IUD LARC使用者能够完全抑制排卵和闭经,而不会导致严重的雌激素不足[10,12,13]。对于皮下棒和IUD的LARC模式,黄体酮的分泌随着时间的推移而缓慢减少[12],但仍远高于避孕效果阈值。雌二醇浓度最初下降到早期卵泡期浓度,但随着着床年限的增加逐渐上升[12],与黄体酮释放量逐渐减少相一致,并随时间卵巢卵泡的生长而变化。充分的雌激素接触对神经、心血管和肌肉骨骼保护、心房血管舒张、健康免疫和肝脏蛋白功能以及乳房和子宫内膜组织健康都很重要[14,15]。

由于舒缓性,使用寿命长,高疗效,少数禁忌症和稳定的血清中稳定的黄体酮浓度,因此在全球范围内使用IUD和Supdermal棒液位数在全球范围内在全球范围内增加。10]。尽管HC的广泛和长期使用,医疗和科学界未能确定HC治疗使用是有益的还是有害的非生殖系统,在全世界数以百万计的妇女使用它们。使用HC来减少意外怀孕的风险必须与对非生殖器官系统的不良影响的不完全定义的风险进行权衡。因此,了解皮下棒和IUD LARC模式对非生殖器官系统的生理影响是重要的,以促进HC处方的最佳实践。

啮齿动物是长期存在的动物模型,用于评估与生殖健康有关的药物干预,因为大鼠和人类的下丘脑、垂体、卵巢轴之间的关系相似[16]。在啮齿类动物中,利用皮下棒(Implanon, Organon, Oss, Netherlands)切割到5 μm厚进行了可植入性LARC抑制生殖功能的研究[17,18,19]。使用该方法给药的动物展示了抑制卵巢功能;然而,未评估孕激素和雌二醇的循环浓度[17,18,19]。动物在上述研究中接受了孕激素的一份超级剂量剂量[17,18,19],这是由于分散ENG的乙烯醋酸乙烯基的性质。孕激素的表面剂量抑制培养成骨细胞的分化[20.];因此,使用这种剂量方案不会在所有非生殖器官系统中产生转译机制效应。

使用肺部给药的动物模型的发展生理上相当于通常3年的女性使用的女性使用,将使未来的研究探讨植入式LARC的生理影响的更多机制,包括在非生殖器官系统上。本研究的目的是开发和验证使用Eng剂量在生理当量的植入式LARC的啮齿动物模型,以在前3年的前3年中的每一个中妇女接受的平均剂量。我们假设存在对雌激循环性的剂量依赖性抑制,具有通过卵巢功能的测量(超声生物镜检查和血清雌二醇)具有最大抑制作用的高剂量。

材料和方法

动物和学习设计

32只未交配的雌性Sprague-Dawley大鼠(16周大;体重范围227-293克)从Envigo实验室(休斯顿,德克萨斯州)购买,并允许适应他们的环境,单独住房和饮食(研究饮食公司,New Brunswick, NJ) 2周。雌性Sprague-Dawley大鼠在16周龄时,生殖和骨骼都已成熟。未交配的动物被用来减少动物间的变异。动物被安置在恒温(23±2°C)的房间里,在aaalac认证的动物护理设施中进行12小时的光-暗循环。动物可以随意获得食物和水。在整个研究中评估了两周体重和每日食物摄入量。

第2周第1天开始每日阴道涂片评估发情周期,第3周第1天开始每隔一天用超声生物显微镜评估卵巢功能。在第4周的第1天,根据体重将动物分组随机分配给安慰剂或三种ENG LARC剂量中的一种(n= 8/组),随机采用缓释微丸植入。ENG颗粒植入和超声手术均在轻异氟烷麻醉(≤2%)下进行。动物对异氟烷的研究总暴露量在不同治疗组之间没有差异(范围为190-330分钟;p = 0.694). LARC pellets remained in place for 28–29 days, with weekly collections of saphenous vein serum samples. Following the LARC exposure period, animals were anesthetized via intraperitoneal injection of ketamine and dexmedetomidine (a ratio of 3:2; Henry Schein Animal Health, Dublin, OH, USA) and euthanized via exsanguination and decapitation. All animal procedures were performed in accordance with the National Institutes of Health guidelines for the humane care of laboratory animals and were approved by the Texas A&M University Institutional Animals Care and Use Committee.

发情周期监测

Estrus阶段从每天早晨在0800和0830小时之间收集的阴道涂片决定。用棉花拭子获得的涂片置于载玻片上,后来在400倍上检查,用光学显微镜(COLE Parmer,vernon,伊利诺伊州)和雌性循环的阶段基于多个视野中观察到的主要细胞类型[16,21]。Estrus循环有四个组织学定义的阶段:ProaTrus(圆形成核细胞),雌激素(enucleated courciened细胞),Metestrus(比例的白细胞和角质细胞),以及罪(几乎没有白细胞,主要白细胞,具有厚粘液的存在)。在43天的时间内获得涂片(14天预颗粒插入和28天后颗粒插入插入)。对于循环分类的评估,将颗粒后插入时间分为两周时间(早期和延迟插入后)。在任何一个阶段持续7天或更长时间的大鼠被认为是非循环的,如果雌性循环为7天或更长时间,则认为不规则。

依托孕酮(ENG)给药和LARC植入

ENG的剂量计算是基于Igunnu等人对norgestrel的生理剂量计算[22]。根据北美女性的平均体重计算,我们的ENG释放率与使用1年(70 μg/d)、2年(40 μg/d)和3年(20 μg/d)的人类ENG皮下棒式LARC释放率相等[3.,13,23]。我们三个eng剂量的计算的ENG释放速率为:0.30μg/ d(高,如1),0.17μg/ d(培养基,如2)和0.09μg/ d(低,截至3年级)。安慰剂组颗粒单独插入生物降解的载体 - 粘合剂(美国,萨拉索塔,佛罗里达州的创新研究)。一旦麻醉,每只大鼠都位于胸骨闭合并保持在连续1-2%异氟烷上。从肩胛骨之间的上背部的中间取出2×2cm斑块。在肩胛骨和镊子之间制作1cm的颅骨切口,用于钝地将皮肤从肌肉中解剖,在耳朵和肩部之间形成口袋。然后使用镊子将颗粒放入口袋中。使用无菌缝合线钉在肩胛骨之间切开切口。在颗粒插入后的时间内小心地监测动物,并且所有切口在5天内愈合。

超声波活组织镜检查

基于已发表的扫描技术,经腹部超声生物显微镜评估卵巢卵泡发育[24,25]。使用的超声生物显微镜(UBM;Vevo 3100, Visual Sonics,多伦多,加拿大)是一个高分辨率的声学成像系统,由一个机械扫描头和相关的信号和图像处理硬件组成。采用中心发射频率为40 MHz,轴向分辨率为40 μm,视场为15 mm × 11 mm的线性阵列传感器(MX550D)。在40mhz中心频率下,最大成像深度为~ 12mm。焦点保持在距离传感器表面4到7毫米之间。所有扫描时间均在0830 - 1200h之间,以尽量减少日变化,扫描顺序随机每周一次。每隔一天进行一次扫描,为期35天(投丸前7天和投丸后28-29天)。为了评估随时间的变化,将颗粒插入后的时间分为两周(插入后的早期和晚期)。

麻醉后,将每只大鼠置于背卧位,置于加热垫上,持续使用1-2%异氟烷。前台,后肢被克制self-adherent弹性伸展腹部皮肤紧包装和腹外侧的体毛外套被剃了胡子机(型号9918 c, Wahl快船Corp .)、英镑、IL,美国),然后进一步清除敏感肌肤脱毛膏(NAIR教堂&德怀特加拿大公司。misissauga, ON, Canada)。超声接触凝胶(EcoGel, Eco-Med Pharmaceuticals, Etobicoke, ON, Canada)应用于左右侧腹无毛部位。人工将传感器定位于大鼠右侧背外侧(所有扫描均由HCMA完成),并向颅尾方向移动,直至可见右侧卵巢。以肾脏和肝脏作为标志。一旦确定了卵巢,就对卵巢进行从内侧到外侧的手动扫描,并以数字方式记录一个电影循环(700帧/10秒)。左侧背外侧行同样的检查,对左侧卵巢进行成像。

卵泡和黄体的计数和测量

所有UBM Cine-LOOPS都是通过单一分析师(JI)分析的,他用Imagyne蒙蔽了动物治疗组©(Synergyne Imaging Technology,Inc.,Saskatoon,Saskatchewan,Canada)软件。Imagyne©使用的规模从Cine-Loop中的刻度设置。每个Cine-Loop在不同时间以完整的半速度评估。估计不同位置存在于不同位置的卵泡数量,因为超声换能器从内侧向横向方面穿过卵巢。列举大于400μm的卵泡并记录。粗糙度粗略地使用图像侧的尺度进行评估;如果观察到靠近尺寸标准的卵泡,则记录图像的屏幕截图,并测量卵泡的直径并记录。在为每个Cine-Loop成像的平面中的卵巢的最大区域中获取屏幕截图图像(图。1)。通过在卵巢的最大尺寸上画一条线,并记录这条线的长度来测量每个卵巢的最大尺寸。描出卵巢的轮廓,并记录所识别区域的总面积。在研究第25、29、35和39天的最大尺寸卵巢截屏中列举了新黄体的数量。最新的黄体用线测量最长和最宽的尺寸。追踪最新黄体的外边界并记录面积。同时对每一天卵巢内观察到的黄体也进行计数。取左右卵巢容积和黄体面积的平均值,并对两个卵巢的卵泡(≥400 μm)和黄体数量进行统计分析。

图。1
图1

使用超声生物显微镜检查卵巢卵泡和Corpora Lutea的图像。图例:黑色轮廓的箭头定义卵巢的外边界;箭头表示卵泡;白色箭头表示Lutea Corpora Lutea

血清雌二醇

使用放射免疫测定(MP生物医学,Solon,OH)重复测量血清17β-雌二醇。测定限制为10-3000pg / ml,并且测定内变异为9%。

统计分析

采用R统计软件(版本4.0.0;R基础统计计算,维也纳,奥地利)。在分析前,对数据进行正常值和异常值评估。研究小组之间的差异通过nlme软件包进行评估[26](颗粒插入和牺牲时体重,子宫和卵巢重量,天数/周期阶段变量),动物ID为随机变量,或卡方[27](循环类型分类变量)。采用nlme包装重复测量体重和食用量。模型中治疗组、时间、组*时间交互项为固定效应,动物ID为随机效应。使用nlme包,以发情期(分类变量)为变化的协变量,动物ID为随机效应,重复测量分析雌二醇浓度、卵巢体积和黄体面积。滤泡和黄体计数采用泊松模型和lme4包重复测量分析[28[Astrus阶段(分类变量)包括作为随机效应的改变的Covariate和动物ID。意义设定为p< 0.05,以均数±标准差表示。

结果

身体的重量(无花果。2a)和食物消耗(图。2B,所有动物随时间变化p< 0.001),但治疗组不受影响(p > 0.5), nor was there a treatment group*study week interaction (p> 0.7)。从第1周到第2周,动物最初体重增加(~ 9克),从第2周到第3周体重保持稳定。动物从第3周到第4周体重下降(约5克),直到第8周体重保持稳定。所有动物最初在第1周和第2周每天吃更多的食物(~ 15克),但到第3周慢慢稳定到10-11克/天。10-11克/天的摄入量一直维持到研究结束。安慰剂组、低剂量组、中剂量组和高剂量组在体重方面没有差异1)在颗粒插入或在终止日时(p> 0.8)。终止妊娠时,各治疗组的卵巢和子宫重量没有差异(p> 0.2;表格1)。

图2
图2.

体重(一个)和食品消费(b)随研究时间而变化。图:箭头=插入颗粒的天数,# =与第1周不同,* =与第2周不同,^ =与第3周不同,% =与第4周不同,$ =与第5周不同

表1颗粒插入或终止时动物体重和器官重量

发情周期

在植入颗粒之前,每个治疗组的动物在发情周期的每个阶段都花费了相同的总时间(图。3.一种;p > 0.150). The proportion of animals classified as cyclic and irregular were similar among the four treatment groups prior to pellet insertion (Fig.4一种;p= 0.570);没有非循环动物。颗粒插入后,各处理组在发情和发情的总时间上存在差异。3.b;p < 0.001) but not in proestrus and metestrus (p > 0.050). There was a dose-dependent increase in the total number of days spent in the diestrus phase and reduction in total number of days spent in the estrus phase, with animals in the high dose group spending the greatest number of days in diestrus and fewest number of days in estrus than both the placebo and low dose groups. The medium dose group spent more days in diestrus and fewer days in estrus than the placebo group. The low dose group spent more days in diestrus than the placebo group. In the first two weeks following the pellet implantation (early post-implantation), there was a dose-dependent shift in the proportion of animals classified as cyclic, irregular, and acyclic (Fig.4b;p< 0.001)。高剂量组未见循环动物,低、中剂量组很少见循环动物。在颗粒植入后的第二周(植入后晚期),循环、不规则和非循环动物比例的剂量依赖性变化继续(图。4c;p = 0.020). There were no cyclic animals observed in the high dose group. In the medium dose group, fewer animals were classified as acyclic and more animals were classified as cyclic than in the high dose group. In the low dose group, fewer animals were classified as irregular and more classified as cyclic than in the medium dose group.

图3.
图3.

之前的特定周期阶段所花费的时间比例(一个),或在放入球团之后(b)。图例:#=与循环阶段内的安慰剂剂量不同,* =与循环阶段的低剂量不同

图4.
图4.

循环类型分类(一个-c)、超声波生物显微镜测量(d-k)和雌二醇浓度(l)。传奇:箭头=颗粒插入的日子,与日子(所有治疗组合并)之间的差异,与* =一天内治疗组之间的差异,在安慰剂组内的研究日内与= =差异$ =低剂量组研究日之间的差异,具有^ =高剂量组研究日之间的差异

超声波活组织镜检查

在颗粒植入前一周评估卵巢容积(图。4d)由学习日变化(p< 0.001),第15天的交易量低于第17、19和21天(p< 0.001)。卵巢体积评估早期植入后(图。4e)和晚期植入后(图。4f)由学习日变化(p< 0.040)。在植入后的早期,25天组间的平均卵巢体积大于35天(p= 0.022)。植入后第37天卵巢体积低于第45天、第47天、第49天和第51天(p< 0.020),第39天卵巢体积低于第45、47、49天(p < 0.008), day 41 ovarian volumes were lower than days 45, 47, 49, and 51 volumes (p < 0.020), and day 43 ovarian volumes were lower than day 49 volumes (p= 0.011)。

植入前时期直径大于400 μm的卵泡数量(图。4G)研究日期和治疗组不同(p< 0.040)。事后分析没有显示治疗组之间有显著差异。第15和17天大卵泡比第21天多(p< 0.003)。观察治疗组*研究日在植入后早期卵泡数量的相互作用(图。4h;p= 0.042),第35天低剂量组卵泡数量少于高剂量组(p = 0.038). Additionally, there were more follicles on day 35 than on days 27 and 31 (p < 0.050) in the high dose group. A treatment group*study day interaction (p = 0.030) was observed for follicle number in the late post-implantation period (Fig.4一世)。在研究第41天,低剂量组具有比安慰剂,培养基和高剂量组更少的卵泡(P <0.020)。低剂量组的卵泡比安慰剂剂量组更少(p= 0.005)。对于安慰剂组,第51天卵泡数量大于第37、39和47天(p < 0.004). For the low dose group, follicle number on day 41 was lower than on days 47 and 49 (p< 0.040)。

近期排卵的黄体数量(图。4J)不同的学习时间(p = 0.003). Fewer new corpora lutea were observed further from pellet implantation (days 29 and 39) compared to closer to pellet implantation (day 25;p< 0.006)。新黄体的面积(图。4k)不同日(p= 0.049);然而,事后分析并没有显示出特定天数或组间的显著差异。

雌二醇

观察治疗组*研究日血清雌二醇浓度的相互作用(图。4l;p= 0.016)。在植入ENG微丸后7天(第5周第1天)的血样中,所有低、中、高剂量组的雌二醇都低于安慰剂组(p < 0.007).

讨论

世界范围内选择皮下棒和宫内节育器LARC作为HC选项的女性数量正在增加,这是因为用户依从性降低、类固醇剂量降低和长期保护。然而,我们对HC治疗对非生殖系统的影响的理解是不完整或未知的。如果有验证的啮齿动物模型,可以加快确定LARC模式使用对非生殖器官系统的机械影响。我们确定了高、中、低剂量的ENG用于生殖成熟的啮齿动物,基于已发表的女性在第1年、第2年和第3年使用可用的皮下棒的平均ENG释放率[3.,13[跟踪的雌性循环和功能性卵巢数据,以测试该啮齿动物模型如何模拟人类响应底杆杆宽尺寸。

在整个研究中,我们通过每日阴道细胞学评估观察了发情周期的剂量依赖性差异。高剂量种植组抑制效果最佳。高剂量组动物在植入后早期和晚期出现更多的非周期性和不规则性周期。结果表明,雌二醇(p < 0.05)和雌二醇(p < 0.05)对雌二醇(p < 0.05)的影响与雌二醇(p < 0.05)呈正相关。3.B)颗粒插入后;高剂量组发情时间最长,发情时间最短。低剂量对发情周期的影响不像中剂量或高剂量那样持久;然而,颗粒植入后早期观察到对发情周期的破坏性影响。

在使用ENG皮下棒LARC的第一年,越来越多的女性出现闭经(90天或更长的时间内没有月经出血),在同一时间段内出现不频繁、频繁、延长或不规则出血模式的女性比例保持一致或减少[29,30.]。在接下来的几年中,经历闭经的女性比例开始减少,经历正常月经周期模式的女性数量缓慢增加[30.]。在三年的潜水棒劳累使用试验中,没有妇女在整个三年内报道一致的闭经[13]。在女性中,ENG皮下植入物对卵巢的抑制作用随着时间的推移随着剂量释放率的降低而被缓慢克服。我们在监测啮齿类动物发情周期的过程中观察到类似的反应[13,29,30.]。虽然使用沉晶棒劳动杆型号的女性发生月经循环,但通常不会发生排卵直到使用的第三年[13]。人类使用的第三年所接受的剂量与我们的低剂量ENG植入物相当,我们观察到植入物后期正常发情周期的动物数量最多。本研究中使用的三种ENG剂量所观察到的发情模式与三年内使用LARC皮下棒的女性月经周期模式相似[29,30.]。

目前研究的一个优势是经常使用UBM评估卵巢功能。我们对UBM数据的解释是,植入物没有破坏卵巢中目前正在发生的情况,就像人类真皮下棒插入一样,但会导致卵泡闭锁和黄体退化。在我们研究的着床前阶段,UBM卵巢体积和卵泡数数据与发情周期数据一致。治疗组间未观察到差异,并观察到预期的正常卵巢动力学。在植入后早期,卵巢体积似乎进入停滞状态,卵泡数数据不反映正常的周期结构,闭锁似乎暂停。UBM在植入后期的卵巢体积和卵泡数量数据反映了在前两周观察到的卵巢动力学中断后的反弹。在一项为期12个月的女性ENG皮下棒LARC研究中,发现了两种类型的卵巢活性:1)卵泡生长不超过10mm(显性卵泡选择未观察到)和2)卵泡生长超过10mm(显性卵泡选择)但未观察到黄体结构或活性[4]。月经状态不能完全反映卵巢功能[4]。有闭经、月经量减少和频繁月经出血的报道。

在ENG和LNG LARC选项的后续比较中,在LNG用户中记录了更多的侧膜滤泡囊肿[13]。在一项较早的研究中,使用8- 12周大的Wistar大鼠,将ENG皮下棒(Implanon, Organon, Oss, Netherlands)切成与动物体重相符的大小,并植入50天。窦卵泡数无差异;然而,根据组织学评估,在避孕组中观察到更多的畸形和增大的卵泡[17]。在检查ENG皮下棒的反应时应谨慎。根据动物体重调整植入物的大小;然而,植入部分的每日激素释放率不会降低,也没有提供有关其对发情周期影响的信息。虽然本研究中的UBM数据没有显示预期的剂量依赖性反应,但我们的卵巢数据强烈支持本研究中使用的所有剂量的ENG植入物都会破坏卵巢功能。

我们观察到黄体在颗粒插入后没有正常的消退。在UBM扫描中黄体结构明显,但ENG组黄体结构的功能可能与对照组不同。大鼠排卵间隔期短,黄体退行速度慢,说明前几个发情周期的黄体结构同时存在于卵巢中。在目前的研究中,我们努力只定量最近的黄体,试图使用模型来最好地模仿人类的条件。虽然该刊物已因发现某些个案报告表格内的资料不正确而撤销[31],在植入前3年131个周期(使用28天)中,有4个周期在最后一年(30-36个月)有排卵记录[32]。类似地,在人体中的ENG和LNG底杆植入物的比较中,在ENG和LNG底杆基团中报道排卵。在LNG底杆杆组的数月30和33中,在Them沉皮杆组中报道了升高的孕酮浓度,解释为平均损失结构的发育。13]。

本研究中动物中的雌二醇浓度显示治疗组*时间相互作用。在植入物插入后的第一次评估中,与安慰剂组相比,所有治疗组抑制了雌二醇;后续评估不再不同。来自本研究的数据类似于人类报告,其中最初抑制了滤色发育和雌二醇浓度,然后在使用6个月后缓慢增加卵巢活性,FSH和雌二醇浓度逐渐升高,并且与使用超声检查观察到的卵泡生长相容[13]。

在整个研究过程中,没有观察到动物梳理或活动的变化。随着时间的推移,所有组的动物在体重和饮食行为方面都表现出相似的变化,这与ENG剂量无关。我们观察到在时间的差异是由单个住房(周0)的初始应力和改变phytoestrogen-free饮食(第1周),最初增加食品消费随后稳定(周3)。动物没有差别在重量和食品消费从随机化和植入的时候保持稳定插入(第4周)到研究结束。在人类中,体重增加,无论是感知的还是生理上的,都被报道为导致临床试验中研究方案中断的最重要的不良事件之一。皮下棒状植入物的使用者比使用铜节育器的对照组更容易报告体重增加[33]。在健康女性(学习进入30-55岁)的队列中,连续两个4年期间的体重增加约为2±5千克/期34],这类似于ENG和LNG LARC植入试验中体重变化的报告[33,35,36,37,38]。使用LARC后体重增加的报告发现了35岁以上体重增加的重要预测因素[35],高度超过150厘米[35]、参与国[35]及种族[38]。在一项研究中,ENG皮下棒(Implanon, Organon, Oss, Netherlands)根据Wistar大鼠的体重大小,治疗组动物的体重高于对照组动物[17]。本研究中的剂量浓度和植入物的选择对食物摄入量和体重的影响与在人体临床试验中观察到的类似,并支持在未来的调查中使用该模型评估对非生殖器官系统的影响。

UBM已在短期内用于观察啮齿类动物的生殖组织[24,25,39,40]并提供了在啮齿动物的长期研究中利用成像技术的机会。本研究的优点在于它是利用UBM频繁检查卵巢变化的第一项研究(35天)与日常发情监测相关联。UBM在多种动物中提供动态信息,与组织学研究测量的单个时间点相反。除了血清雌二醇之外,我们还无法评估黄体酮和Eng浓度,小样品(<200μl)每周从动物收集。为了确保动物和超声波吸气,我们选择限制异氟醚暴露在交替日内;但是,我们认为这次扫描计划掩盖了我们观察我们预期的一些改变的能力。因此,我们将血清雌二醇评估和UBM措施均为卵巢循环监测的卵巢功能的核化。

结论

我们成功开发并验证了每日加药率的植入式ENG LARC的动物模型,这些速率是在使用期间使用人体ENG CARC用户经历的平均给药率的生理速度。卵泡和Corpora Lutea存在于Eng颗粒植入或出现后的Eng颗粒植入进入一个瘀滞状态。除了对卵巢功能和雌性循环的预期影响报道,研究中的动物在动物中没有观察到副作用。我们已经表明,计算的剂量独立展示了对在使用三年内的人类中报告的人类周期性变化的类似影响。根据调查仪测试的假设,可以随时间独立地或以连续的方式独立地或彼此相互使用。新模型可用于评估ENG LARC对非生殖器官系统的细胞和整体组织影响,以阐明这种广泛使用的药物的广泛系统影响。

数据和材料的可用性

在目前的研究中产生和分析的数据集是不可公开的,但是可以从NASA生命科学数据档案馆获得适当的批准。

缩写

eng:

Etonogestrel.

HC:

荷尔蒙避孕

于是:

超声生物显微镜

LARC:

长效,可逆的避孕

IUD:

子宫内的设备

FDA:

食品和药物管理局

液化天然气:

levonorgestrel.

弹道导弹防御:

骨密度

Tx:

治疗组

参考

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下载参考

确认

作者想要感谢Hyoseon Kim在超声波生物显微镜扫描期间的协助,John Stallone博士使用他的实验室进行RIA分析,David Threadgill博士使用超声波生物显微镜。我们还要感谢Rich Whittle和Rebecca Mallinson博士花时间讨论统计和R编程。

资金

HCMA获得了空间健康转化研究所博士后奖学金(合作协议NNX16AO69A)。资助机构没有参与研究设计、数据收集、数据分析、数据解释或手稿的撰写。

作者信息

从属关系

作者

贡献

HCMA设计研究,收集、分析、解释数据,撰写稿件。RAP和JI对生物显微镜数据进行分析,并协助解读和撰写稿件。SAB协助研究设计、数据解读和手稿撰写。所有作者阅读并批准最终稿件。

相应的作者

对应到希瑟·c.m. Allaway

道德声明

伦理批准并同意参与

所有动物程序均按照国家实验室护理的国家卫生准则研究。所有程序都由德克萨斯州A&M大学机构动物护理和使用委员会批准。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

JI是Synergyne Imaging Technology,Inc。的员工(萨斯卡通,萨斯喀彻温省,加拿大)。RAP在Synergyne Imaging Technology,Inc。拥有股权和董事会职位(萨斯卡通,萨斯喀彻温省,加拿大)。HCMA和SAB声明他们没有竞争利益。

附加信息

出版商的注意事项

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Allaway, h.c.m., Pierson, r.a., Invik, J。et al。人类剂量等效孕激素植入避孕的啮齿动物模型。饲养Biol内分泌19,47(2021)。https://doi.org/10.1186/s12958-021-00729-w

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关键字

  • 荷尔蒙避孕
  • 长效可逆的避孕
  • 黄体酮
  • Etonogestrel.
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  • 卵巢功能
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