IGF1R在人类精子运动中的功能研究

The quality of human sperm is highly correlated with infertility in clinical. Tyrosine phosphorylation plays an important function in sperm. The tyrosine kinase IGF1R newly discovered in our laboratory recently has an effect on motility, hyperactivated motility and regulation of Ca2+. Further study of IGF1R in sperm motility will be performed on the basis of previous results. This study will focus on molecular mechanism of IGF1R in human sperm motility according the IGF-1R/Gi/PLC/InsP3/Ca2+ pathway or using proteomic methods. Furthermore, relationship between IGF1R and asthenozoospermia, and the mechanism of IGF1R in asthenozoospermic sperm will be investigated based on the similarity between asthenozoospermic phenotype and the function of IGF1R in sperm. The application value of IGF1R in clinical will also be dissued by adding IGF1 in human sperm medium. This study will help to understand the mechanism of IGF1R in human sperm motility, and provide molecular targets and theoretical basis for diagnosis of male infertility and contraception.

临床上精子质量的好坏与不育症密切相关。酪氨酸磷酸化在精子中具有重要的功能。本实验室前期新发现的受体酪氨酸激酶IGF1R影响了人精子的运动、超激活运动和钙离子的调控。在此基础上将对IGF1R在人精子的运动进行深入研究。本研究将依据IGF-1R/Gi/PLC/InsP3/Ca2+通路或选用蛋白质组学策略对IGF1R在人精子运动中的分子机制进行探讨。基于临床上弱精症表型与IGF1R在人精子中作用的相似性，研究IGF1R与弱精子症的关系，探讨IGF1R通路在弱精子症精子功能异常的作用机制，通过加入IGF1因子策略研究其在临床上的应用价值。该课题的开展将有助于深入了解IGF1R蛋白或信号通路在人精子运动中的具体分子机理，为男性不育的诊断治疗和男性避孕提供分子靶标和理论依据。

据统计,约15%-20%的已婚夫妇不孕不育,其中约一半夫妇因为男性方面的因素导致不育,而弱精子症是男性不育的常见原因之一。IGF1R是一种重要的酪氨酸蛋白激酶，前期研究表明IGF1R对人精子的获能和运动具有重要作用。研究IGF1R对人精子运动的分子机制以及探求提高精子活力的方法具有重要的价值和临床意义｡. 本项目在执行期内首先利用IGF1R的配体IGF1因子及其抑制剂明确了IGF1R对人精子运动的影响。实验数据显示100ng/ml IGF1可以显著提高正常人精子的总活力和前向运动。IGF1R抑制剂GSK1904529A(30μM)及NVP-AEW541(5μM)可以显著降低正常人精子的总活力和前向运动。利用流式细胞仪对精子细胞内的Ca2+进行检测，结果提示精子细胞内的Ca2+可能直接被IGF1R调控。依据IGF1R/PLC/IP3/ Ca2+信号通路进一步研究IGF1R影响人精子运动的分子机制。实验数据显示PLC抑制剂U73122（5μM）可显著降低人精子的总活力、前向运动及Ca2+水平。IGF1可以逆转U73122对精子活力和Ca2+的抑制作用。同样利用IP3受体的抑制剂2-APB(0.3mM)进行研究发现，IP3受体被抑制后人精子的总活力、前向运动及Ca2+水平也表现为明显下降，而IGF1可以逆转2-APB对精子活力和Ca2+的抑制作用。以上所有的数据表明IGF1R涉及了人精子运动的调控作用，其介导的PLC/IP3/Ca2+通路是影响人精子运动的重要调控机制之一。. 此外，利用与人精浆中相似浓度的IGF1因子，采用大量的样本量，对正常人（131例）和弱精子症病人（104例）的精子进行体外培养发现IGF1可以有效提升正常人精子和弱精子症患者精子的运动活力和精子穿透力。该实验结果对临床上弱精子症的诊断和治疗具有重要的应用价值。