GPR30受体对附睾功能及精子成熟的作用研究

男性生育力的形成是一项复杂而精细的过程。精子在睾丸产生之后仍是不成熟且无法同卵子完成受精作用的。精子须经过并存储在附睾管腔中，逐步成熟获得运动能力和受精能力。已有证据表明雌激素能够影响附睾功能而对精子的成熟有重要作用。GPR30是一种新近发现的雌激素膜受体。已有研究证明了GPR30 mRNA和蛋白在大鼠附睾尾部上皮细胞中的表达。我们通过电生理技术，发现GPR30的激活能够引起附睾尾部上皮细胞快速明显的Cl-分泌现象。基于初步的研究，我们提出以下假设：雌激素在雄性生殖系统的部分作用是通过GPR30这种雌激素膜受体来介导的，而不仅仅作用于雌激素的核受体，并通过这种方式调节附睾管腔的液体微环境，进而影响精子的发育和成熟。本项目陈述了一系列基于此假设的实验计划，通过本项目的研究有望能为男性生殖健康问题提供更有效的治疗线索、为相关临床药物的开发提供理论基础。

雌激素膜受体GPR30存在于包括男性生殖道在内的多种组织和细胞中，但是其在附睾和精子中是否发挥着类似于经典雌激素受体的作用至今没有明确的报道。我们通过RT-PCR，western blot和免疫组化技术，在SD大鼠的附睾组织和原代培养的附睾上皮细胞中研究了GPR30的表达与定位。结果显示GPR30主要表达于附睾上皮细胞膜上，并且与经典雌激素受体相反，GPR30的表达和定位与年龄和附睾组织空间无关。通过对原代培养单层附睾上皮细胞进行短路电流记录发现，GPR30激动剂G1可以促进附睾上皮细胞氯离子的分泌。进一步运用短路电流和膜片钳全细胞记录技术结合药理学手段显示，GPR30引起的氯离子分泌主要是由CFTR通道开放造成的，即G1激活GPR30受体后，通过下游的cAMP-PKA信号通路最终开放CFTR通道引起氯离子分泌。此外，通过对胞内钙离子浓度的测定发现，GPR30激活后可以通过PLC-PKC信号引起附睾上皮细胞内游离钙离子浓度上升。在体实验发现附睾皮下注射GPR30抑制剂G15后，SD大鼠附睾尾部精子运动能力显著下降，且HE染色显示附睾内精子浓缩程度明显高于正常对照组。这些结果表明GPR30受体可能是通过调节附睾上皮细胞的氯离子浓度，来调控附睾管腔微环境最终影响精子成熟过程。. 除此之外，我们还研究了GRP30受体在精子的表达与功能，结果显示在人射出的精子以及昆明小鼠附睾精子上都有比较强的GPR30受体表达。G1激活精子上的GPR30受体通过PLC-PKC信号通路引起精子内钙离子释放，同时促进精子外的钙离子内流，最终增加精子内钙离子浓度。在精子成熟过程中，不同成熟阶段的精子对GPR30受体钙动员反应应答的能力存在差异。通过对精子顶体反应的检测我们发现激活GPR30受体可以增强精子的顶体反应。. 综上所述，GRP30在附睾上皮与精子中均有表达，并且在精子的成熟与精子功能中均发挥重要的生理作用。