miRNA-204在慢性应激诱导的早期生精细胞凋亡中的作用及机制研究

Sperm number is the key index of male fertility. Our previous epidemiological studies in healthy men suggested that the chronic psychological stress was associated with decreased sperm number in the population, but the underlying mechanism remains unknown. Our data suggest that glucocorticoid (GC) can induce the apoptosis of early spermatogenic cells and significantly decreased the expression of miR-204 which was related to regulation of the glucocorticoid receptor (GR) expression. Thus, we hypothesized that miR-204 may involved in the apoptosis of early spermatogenic cells induced by chronic psychological stress through the regulation of GR expression and the key down-stream protein GILZ related to cell apoptosis. In order to validate the hypothesis above, we plan to analysis the role of GC and GC-GR-GILZ pathway in the apoptosis of early spermatogenic cells induced by chronic psychological stress, and investigate the role of miR-204 in the regulaiton of GC-GR-GILZ pathway based upon the CUMS animal model and GC-2 cells with dexamethasone administration. This study will help us to understand the mechanism spermatozoa damage induce by chronic psychological stress and to keep the male fertility in population.

精子数量是影响男性生殖能力的重要因素。我们前期流行病学调查发现慢性心理应激可能导致精子数量下降，实验分析发现糖皮质激素(GC)参与了早期生精细胞损伤，机制筛选发现与糖皮质激素受体(GR)表达调控相关的miR-204变化最为显著，因此推测在慢性应激诱导的精子损伤过程中，miR-204可能通过调控GR受体及其下游关键分子GILZ诱发了早期生精细胞凋亡。因此，本项目拟建立CUMS动物模型及小鼠精母细胞Dex染毒模型，系统分析GC以及GC-GR-GILZ通路在慢性应激导致早期生精细胞凋亡中的作用及机制；初步探索miR-204对GC-GR-GILZ通路的调控分子机理。本研究对于深入了解慢性应激致男性生殖损伤的机制和维护男性生殖健康提供新的理论依据。

项目背景：.大量流行病学证据表明，男性精液质量在过去数十年间呈现显著下降趋势，慢性心理应激与男性精液质量呈负相关。动物实验也证明慢性应激可诱导雄性大鼠糖皮质激素水平的持续升高、血清睾酮水平下降和生精细胞凋亡。那么，慢性心理应激所诱导的糖皮质激素升高是否通过GR介导早期生精细胞的损伤？miR-204是否通过调控 GR 从而参与慢性心理应激导致的精子损害？目前尚不明确。.主要研究内容：.(1) GC在慢性应激导致早期生精细胞凋亡中的作用研究；.(2) GC-GR-GILZ通路在慢性应激导致早期生精细胞凋亡中的作用研究；.(3) miR-204对慢性应激条件下GC-GR-GILZ通路的调控作用研究。.主要研究结果：.(1)成功构建uCMS 大鼠慢性心理应激模型。uCMS大鼠呈现明显的抑郁样行为，附睾精子密度显著减少，生精上皮中的精子细胞数目显著减少、精子细胞凋亡增加，并且精原细胞发生明显的G0/G1期细胞周期阻滞，细胞凋亡和周期进展相关蛋白表达的异常。.(2)初步证实GR介导了慢性心理应激诱导的大鼠精子细胞凋亡和精原细胞G0/G1期细胞周期阻滞。发现慢性心理应激可诱导大鼠睾丸结构的损害和精子数量的减少，其机制与精子细胞凋亡和精原细胞G0/G1周期阻滞有关，并且糖皮质激素受体拮抗剂可以显著改善上述损害效应和过程。.(3)初步揭示了GILZ基因介导糖皮质激素诱导的生精细胞周期阻滞的分子调控机制。CORT通过诱导GR的核转位及GILZ的转录表达，促进GILZ与GRP94蛋白的结合，并介导GRP94蛋白的泛素化降解，最后通过Akt1-Foxo1-p15通路参与调控精原细胞的G0/G1期阻滞。.(4)初步发现mir-204-5p可能并未参与到慢性应激诱导的精原细胞增殖与凋亡进程。CORT诱导GC-1细胞mir-204-5p表达下降，但uCMS动物模型中大鼠精子mir-204-5p表达水平无明显改变；mir-204-5p模拟物转染GC-1细胞后，细胞数量、活力、细胞周期及细胞凋亡率均无显著变化。.科学意义：.本研究发现了糖皮质激素受体在慢性心理应激致雄性生殖损伤中的作用及相关机制，揭示了GILZ基因介导糖皮质激素诱导的生精细胞周期阻滞的分子调控机制，有可能为慢性心理应激诱导的男（雄）性生殖损伤提供新的潜在的药物干预靶点及理论支持。