OCTN2介导炎症对TGF-β/BMPs信号通路的调控影响精子成熟的作用机制研究

Influence of male reproductive tract inflammation on spermatogenesis result in dysfunction of sperm maturation. L-carnitine(LC) had a improve role to the procdure of sperm maturation and its transporter, organic cation transporter2(OCTN2), mediated inflammation influence on sperm maturation, but the mechanism remains elusive.Innate immunity mediated by TLR4 and immune balance mediated by TGF-β/BMPs are particularly important to maintain immunologic barrier of sperm.Previous studies suggested that OCTN2 contains PDZ domain-containing 1 (PDZK1) and certified that OCTN2 can interact with PDZK1.PLC-β3 pathway can be regulated by PDZK1 and active STAT5 to inhibit the TGF-β pathway. Our preliminary studies suggested that OCTN2 was down-rgulated by LPS/TLR4 signal and the expresion of TGF-β1 was significantly decreased when LPS effect in rats. Accordingly,we hypothesized thatLPS can derease TGF-β/BMPs signal by inhibiting OCTN2 ,resulted in regulatory failures of immuno-microenvironment and dysfunction of sperm maturation.In order to verify mechanism of OCTN2,the overexpression of OCTN2 and LC intervention would be proceeded in rats with LPS effected.This study would have a significant sense of theory to understand inflammatonry normal outcomes and reactivation, and to clarify the mechanisim influencing sperm maturation;It also posesses great amplication value to the clinical treatment of infertility.

男性生殖道炎症可影响精子发生，导致精子成熟障碍。左卡尼汀（LC）可改善炎症对精子成熟的抑制作用,LC的主要转运蛋白为OCTN2,然而OCTN2如何介导炎症影响精子成熟尚不清楚。Toll样受体4（TLR4）介导的先天免疫和TGF-β/BMPs介导的免疫平衡对维持精子免疫屏障尤为重要。已有报道OCTN2含PDZ结合域，并能够与PDZK1相互作用。PDZK1可通过调节PLC-β3/STAT5信号而调节TGF-β信号。我们前期研究表明LPS/TLR4信号抑制OCTN2，LPS大鼠实验中TGF-β1表达明显降低。据此，我们推测LPS可通过抑制OCTN2调控TGF-β/BMPs,降低TGF-β信号,使免疫微环境调控失败,精子成熟障碍;我们通过在LPS大鼠模型过表达OCTN2和LC干预进行验证OCTN2的作用机制。本研究将对炎症通路转归的理解以及阐明炎症导致精子成熟障碍的机制具有重要的意义。

生殖道感染是男性不育的重要影响因素之一，研究表明其可能通过损害生殖器官机能和改变精子生成或成熟的微环境，从而干扰生殖系统机能，导致男性不育。但是其具体机制尚不明确。左卡尼汀（LC）作为体内一种必需营养素对生殖系统具有重要作用。LC在精子成熟、运动以及对抗炎症等各种氧化应激对精子的损伤中起重要的保护作用。本项目研究中，我们首先对临床LC治疗特发性少、弱精子症患者疗效及安全性作了系统评价，探索了LC在男性不育患者精子DNA损伤中的保护作用，并观察了LC类药物对精索静脉曲张合并弱精子症并以不育症就诊患者的干预作用。同时，我们建立脂多糖（LPS）诱导雄性SD大鼠生殖系统炎症模型，检测了模型组大鼠附睾精子质量，睾丸、附睾组织病理学改变，以及相关分子通路的蛋白表达。初步评估LPS诱导的炎症过程中，雄性SD大鼠睾丸和附睾功能损伤以及生殖功能损害情况。此外，我们初步阐明了LPS诱导的炎症对雄性SD大鼠生殖功能影响的机制：1）LPS诱导的炎症通过改变血清性激素水平影响雄性SD大鼠生殖功能；2）LPS诱导的炎症通过对大鼠附睾氧化损伤影响生殖功能；3）LPS诱导的炎症通过诱导大鼠睾丸生精细胞凋亡增加影响生殖功能；4）LC对LPS造模大鼠生精功能及精子能量代谢的保护作用。另外，课题组也从氧化应激和凋亡基因等方面探讨了菟丝子总黄酮对氢化可的松致大鼠少、弱精子症的治疗作用，并通过应用气相色谱联用质谱的代谢组学技术探讨了小鼠睾丸支持细胞氧化应激损伤机制。目前，项目组已发表论著5篇，其余的研究数据也已统计结束，相关论文也在撰写中。