PK2/PKR2调节雌激素/雌激素受体α在精索静脉曲张致不育中的作用及机制

It has been confirmed that the important reason of infertility induced by varicocele is the abnormal expression of estrogen and estrogen receptor α, but its mechanism remains clear. PK2 is a protein which can mediate reproductive endocrine. Additionally, it plays an essential role in maintaining spermatogenesis. In our preliminary work, we found that the PK2 expression in testis was higher among varicocele rat models, at the same time, the expression of estrogen and estrogen receptor α increased. Furthermore, we observed the attenuation of estrogen and estrogen receptor α current by using PKRA in testis of varicocele rat models. Therefore, we put forward to hypothesis: the PK2/PKR2 mediate the expression of estrogen and estrogen receptor α, which is novel reason underlying infertility induced by varicocele. The project intends to study: First, confirm that PK2/PKR2 can mediate the expression of estrogen and estrogen receptor α, and its transcriptional activity in spermatogenic cells. Second, in varicocele rat model, demonstrate that PK2/PKR2 potentiates the synthesis of estrogen of spermatogenic cells via cAMP/ Sp1, meanwhile, PK2/PKR2 increases the expression and transcriptional activity of estrogen receptor α through up-regulating the concentration of Calcium. Third, estrogen/estrogen receptor α mediate the apoptosis and differentiation of spermatogenic cells. The present project reveals a novel important molecular mechanism underlying male infertility induced by varicocele and provides a new therapeutic target for clinical treatment.

研究显示雌激素及雌激素受体α异常是精索静脉曲张（VC）导致不育的重要原因，其机制尚不清楚。PK2是一种可调控机体生殖内分泌的蛋白，对生精功能的维持具有重要的作用。我们前期发现：在VC模型中，睾丸PK2的表达升高，同时雌激素及雌激素受体α的表达也升高；使用PK2特异性受体拮抗剂后，雌激素及雌激素受体α的表达下降。我们提出假设，PK2/PKR2上调雌激素和雌激素受体α是VC导致男性不育的重要分子机制。为证明此假设，本项目拟研究：在VC中，PK2/PKR2对生精细胞内雌激素及雌激素受体α的表达及活性的调节作用；PK2/PKR2作用的胞内信号通路：通过cAMP/Sp1调节芳香化酶的表达增加生精细胞雌激素合成；并通过胞内钙及触发的信号增加雌激素受体α的表达，增强其转录活性；雌激素/雌激素受体α对于生精细胞分化及凋亡的影响。本项目揭示了VC导致男性不育的一种新的重要分子机制，为临床治疗提供新的靶点。

男性精索静脉曲张（VC）导致不育的重要原因，其机制尚不清楚。PK2是一种可调控机体生殖内分泌的蛋白，对生精功能的维持具有重要的作用。我们前期发现：在精索静脉曲张模型中，睾丸PK2的表达升高，精子发生障碍，同时激素表达也升高；使用PK2特异性受体拮抗剂后，精子质量提高，雌激素表达下降，因此我们围绕PK2/PKR2是精索静脉曲张导致男性不育的重要分子来展开研究。首先我们制备了精索静脉曲张大鼠模型中，发现PK2/PKR2在疾病模型中的表达与睾丸内的氧化应激引起的精子质量下降相关，并且在体内和体外实验中证实，PK2的过量表达可刺激IL-1β对间质细胞合成激素的影响，多种调节芳香化酶的基因表达受到影响。体外研究发现这些变化与钙通道相关，也可能影响了泌尿生殖系统炎症下疼痛的产生，还可能与PK2引起的睾丸免疫细胞亚群的种类相关。动物模型中PK2的高表达并造成生精细胞的凋亡增加，而利用PK2抑制剂PKR-2抑制PK2可恢复精子。本研究针对泌尿生殖系统炎症中高表达的一个新蛋白PK2为靶点，靶标明确，特别是发现其受体阻断剂PKR-A，PK2作为一种强效促炎因子，可促进许多炎性细胞因子的表达和释放，PKR-A可阻断该种级联放大效应，有效缓解组织的炎性损伤，其作用特异，效果显著，可恢复精索静脉曲张等病理情况下的症状。本项目相关成果显示以PK2为靶点，对泌尿生殖系统炎症进行分子靶向治疗，运用PK2受体特异性抑制剂阻断PK2/PKR1信号在泌尿生殖系统中的促炎作用，在临床应用中具有显著的优势。