脂肪细胞因子chemerin及其受体在Leydig细胞中的表达及作用机制的研究

Besides the classical hypothalamic-pituitary-gonadal axis control of testicular testosterone production, adipokines prove to be a new role player in it. Newly established as the biggest endocrine organ, adipose tissue secrets several endocrine adipokines: leptin, adiponectin and resistin. These three functions to regulate the testicular testosterone production. .Chemerin is a novel adipokine, with relevant roles in inflammation, lipid metabolism and glucose homeostasis. However, whether this novel adipokine is expressed and/or conducts biological actions in the male gonad reminds unexplored. Our preliminary data shows high gene expression of chemerin and its three receptors in the testis with strong and specific staining of one of the receptor GPR1 in the Leydig cells. We hypothesize that chemerin plays important roles in Leydig cells testosterone production directly through GPR1-dependent pathway. Considering the published anti- and pro-inflammatory roles of chemerin, together with the suppression effect of inflammation on testosterone production, we hypothesize that chemerin might also regulate testosterone production indirectly by acting either anti- or pro-inflammatory in the pathological condition of orchitis. .In this study, we will investigate the possible roles of chemerin in testosterone production by an in vitro model of rat primary Leydig cell culture and to decipher its corresponding receptor and pathway. We will also study the possible relationship between inflammation, chemerin and testosterone production by the in vivo model of LPS-induced rat orchitis and compared the testosterone levels under inflammation in the CMKLR1-/- and CCRL2-/- and WT mice.

睾酮在雄性生殖中起关键作用，其中95%的睾酮由睾丸Leydig细胞分泌。但是影响Leydig细胞睾酮分泌的调控机理尚未完全清楚。近年来，人们发现多个脂肪细胞因子(如瘦素、脂联素、抵抗素)参与了睾酮分泌的调控。我们的前期实验结果表明新发现的脂肪细胞因子chemerin及其受体（CMKLR1、CCRL2和GPR1）的mRNA及蛋白在睾丸中，尤其是Leydig细胞中有高表达。据此我们提出假设：chemerin及其受体在Leydig细胞中可能具有重要的生理功能（如调控睾酮分泌）。我们将建立原代培养的Leydig细胞模型和LPS诱导的大鼠非典型睾丸炎动物模型，利用单抗、siRNA、受体拮抗剂等工具，在生理/病理条件下，深入研究chemerin及其受体在Leydig细胞中的生理学功能及信号通路，进一步阐明Leydig细胞睾酮分泌的调控机制，为探索雄激素缺陷导致的不孕不育的治疗提供新的思路。

脂肪组织的内分泌学功能大大拓展了传统内分泌研究的范畴。多个脂肪细胞因子参与了生殖相关甾体激素的调控。本项目在生殖代谢跨领域的研究中找到一个突破点，研究了脂肪细胞因子chemerin对睾酮分泌的作用和机制：.Chemerin是一个与炎症，肥胖以及代谢综合征都相关的脂肪因子。我们发现【1】chemerin及其受体在睾丸中高表达，在SD大鼠Leydig原代细胞中，chemerin通过抑制甾体激素合成关键酶3beta-HSD及p44/42 MAPK (Erk1/2) 磷酸化通路抑制了睾酮分泌。这一部分的结果填补了chemerin在睾丸中作用的空白，结果发表在Journal of Endocrinology (2014，JCR二区SCI)上。我们进一步的研究表明【2】在小鼠的睾丸和卵巢中，chemerin同样通过调控3beta-HSD的表达抑制了HCG诱导下的睾酮分泌和孕酮分泌，进一步验证了chemerin对甾体激素分泌的调控作用、通路及与其他脂肪细胞因子的相互作用(投递中)。此外，【3】我们用生物信息学的方法发现了一个20个氨基酸的chemerin衍生物，命名为C-20。C-20能与chemerin的受体结合，诱导趋化反应，并且表现出与chemerin一致在甾体激素分泌上的抑制作用。这一发现发表在American Journal of Reproductive Immunology（2014，JCR二区SCI）上。在体实验中，【4】高脂饲料喂养诱导的肥胖小鼠血清中chemerin水平比正常对照组小鼠明显升高；此外chemerin对甾体激素分泌的抑制作用不仅仅局限在性腺的甾体激素分泌细胞上， chemerin同样抑制了GnRH诱导下小鼠垂体的LH分泌(投递中)。【5】基于chemerin在炎性反应中的作用，我们摸索了LPS诱导的大鼠急性炎症模型，发现在这个模型中，睾酮分泌及精子发生都受到强烈抑制，部分结果发表在 Plos One上（2013，JCR一区SCI），急性炎症中chemerin在睾丸中的作用研究持续进行中。.中国的不孕不育率已高达15%-20%，是一个医学和社会学难题。我们在项目支持下，研究了脂肪细胞因子chemerin对雄性激素分泌的调控机制及其在肥胖症及睾丸炎中的作用，为探索男性不育的诱因及搜索新的治疗靶点提供了一定的理论支撑。.