GPER-PLC/IP3在DES影响小鼠睾丸引带细胞Ca2+释放中的作用研究

Recent evidence suggests that exposure to EEs is associated with deteriorating male reproductive function, such as male infertility and/or lower semen quality, termed testicular dysgenesis syndrome（TDS）. But the mechanism remains unclear. EEs are known to cause the abnormalities of testes development and testicular descent. Several studies indicate that hormonal effects on the gubernaculum may be mediated on testicular descent. It is an important direction to explore the testes and the whole male reproductive development and malfunction by gubernaculums testis study. Try to elucidate the mechanism of congenital male reproduction abnormalities, we focus on the study of EEs affect the gubernaculums testis for years, and had established experimental models respectively in vivo (embryonic exposure to EEs) and in vitro (gubernaculums testis cell culture) to explore the effects and mechanisms of DES on the proliferation and contraction of gubernaculums testis. We confirmed the expression of G protein coupled estrogen receptor（GPER） in mouse gubernaculum testis，and DES effect on gubernaculums testis cells are unlikely to be mediated at least partially by GPER-protein kinase A-ERK-CREB signaling pathway. The effect of DES on [Ca2+]i in cultured mouse gubernaculums testis cells via GPER-PLC/IP3 signaling pathway will be explored in this research. Therefore, our data provide new insight into the role of EEs in the etiology of male reproductive system and will help develop better approaches for the prevention and therapy of male reproductive malformation.

环境雌激素（EEs）与雄性生殖发育异常关系密切，但机理不明。睾丸引带是研究睾丸及生殖系统发育异常的重要睾丸外因素。结合临床和基础研究，我们在对EEs致畸效应的长期研究中发现：经典EEs己烯雌酚（DES）对小鼠睾丸引带的形态发育、增殖及收缩功能存在抑制作用；可介导雌激素非基因效应的G蛋白偶联雌激素受体(GPER）存在于培养的小鼠睾丸引带细胞上，继而观察到DES对与引带细胞增殖功能密切相关的PKA和Src-ERK1/2信号通路存在快速干预作用，且受GPER受体阻断剂的影响，提示这种快速效应至少部分是通过GPER介导的。结合先前观察到的DES导致睾丸引带细胞[Ca2+]i发生快速变化的现象，本项目拟进一步研究GPER-PLC/IP3信号转导途径在DES影响睾丸引带细胞Ca2+释放中的作用，以期揭示DES影响睾丸引带收缩的某些机制，以便更深入了解EEs在睾丸下降甚至雄性生殖系统发育中的作用机制。

随着EEs对雄（男）性生殖健康的影响，尤其与“睾丸发育不全综合征”（TDS）的发生关系被广泛认可，探讨EEs对雄性生殖系统发育的影响意义凸显，但机理不明。睾丸引带是研究睾丸及生殖系统发育异常的重要睾丸外因素。结合临床和基础研究，我们在对EEs致畸效应的长期研究中发现：经典EEs己烯雌酚（DES）对小鼠睾丸引带的形态发育、增殖及收缩功能存在抑制作用；可介导雌激素非基因效应的G蛋白偶联雌激素受体（GPER）存在于培养的小鼠睾丸引带细胞（GTC）上，继而观察到DES对与GTC增殖功能密切相关的PKA和Src-ERK1/2信号通路存在快速干预作用，且受GPER受体阻断剂的影响，提示这种快速效应至少部分是通过GPER介导的。结合DES可导致GTC [Ca2+]i发生快速变化的现象，我们进一步通过GPER-PLC/IP3信号转导途径研究DES在影响GTC Ca2+释放中的作用。具体方面包括：1）G蛋白偶联的雌激素受体（GPER）和三磷酸肌醇受体（IP3R）在小鼠GTC的定位研究；2）GPER-PLC/IP3介导DES影响小鼠GTC [Ca2+]i，及其相应细胞信号通路蛋白的定性、定量研究。本项目进展顺利，取得相应结果：小鼠GTC存在GPER和IP3R的表达，主要分布在细胞内的膜性结构（内质网、核膜）上，均可能参与了DES对GTC胞内Ca2+的波动作用，且可能主要由GPER介导。利用GPER受体激动剂G1、GPER受体阻断剂G15、GPER亚受体Giα阻断剂PTX及GPER亚受体Gsα阻断剂CTX预先干预培养的小鼠GTC，不同程度影响了引带细胞PKC、PLCβ、PKA及IP3R蛋白磷酸化的表达，提示DES对小鼠GTC的非基因效应至少部分是通过GPER介导的，其中包括了Gi和Gs通道。利用PLC/IP3细胞信号通路上PLCβ酶抑制剂U-73122预先干预培养的小鼠GTC，不同程度影响了引带细胞PKC、PLCβ、PKA及IP3R蛋白磷酸化的表达，提示DES对小鼠GTC的非基因效应至少部分是通过GPER-PLC/IP3细胞信号通路介导的。进一步了解EEs影响睾丸引带的可能作用机制，深化了本研究团队开辟的，从睾丸外（睾丸引带）途径研究EEs影响生殖系统发育的认识。