睾酮对雄性精子发生障碍大鼠CMTM家族表达的影响

摘要: 研究睾酮对生精功能障碍大鼠的作用, 以及对CMTM 家族各蛋白表达的影响。采用棉酚 (50 mg·kg−1)和环磷酰胺 (20 mg·kg−1) 建立大鼠精子发生障碍模型, 给予丙酸睾酮 (5 mg·kg−1, 隔日给药, 共6 次) 后取左侧附睾尾, 收集精子。采用CASA 图像分析系统对精子进行数量和活力分析, 取睾丸组织采用HE 染色进行形态学检查, 采用蛋白印记方法 (Western blotting) 对CMTM 家族各成员进行蛋白水平表达研究。研究发现, 棉酚和环磷酰胺均可使睾丸组织发生明显的病理改变, 降低精子数量和活力, 而睾酮 (5 mg·kg−1) 具有一定的改善作用。研究CMTM 家族表达情况发现, 棉酚和环磷酰胺均可降低雄性大鼠睾丸组织中CMTM4 的表达, 睾酮 (5mg·kg−1) 可显著提高CMTM4 表达; 棉酚可显著增加睾丸中CMTM2 的表达, 给予睾酮后CMTM2 表达量显著下降, 而环磷酰胺对于CMTM2 影响不显著; 棉酚和环磷酰胺对于CKLF1、CMTM3 和CMTM5 的表达影响不显著,睾丸组织中未检测到CMTM6、CMTM7 和CMTM8 的表达。研究结果表明, 睾酮 (5 mg·kg−1) 的生精作用可能与影响CMTM 家族个别成员表达有关, 趋化因子CMTM2 和CMTM4 可能在精子发生过程具有作用。

    男性不育是一种较为复杂的临床综合征, 其发病率近年来有上升的趋势, 约占育龄夫妇的10%～12%[1]。这类疾病的发病原因众多, 其中睾丸功能障碍所致不育是男性不育中常见而棘手的病因, 其主要临床表现为原因不明的少精子症和无精子症[2]。男性生殖系统的生理特点, 使得任何生理和病理环境的改变都可能造成男性生殖功能的损伤, 男性精子活力以及数量减少等直接影响到能否顺利完成受孕过程。睾酮 (testosterone, T) 作为体内的重要激素之一, 对于男性性功能的维持、精子的生成以及男性生育功能维持具有重要的作用[3, 4]。睾酮通过与睾酮受体结合, 使得睾酮受体从热休克蛋白解离后转入细胞核, 通过结合特异的雄激素反应元件, 调节相应的基因表达[4]。临床中睾酮含量的检测通常作为男性不育检测的指标之一。对于睾酮补充疗法对精子生成影响的观点存在很大分歧, 但是低剂量对于精子活力和数量的促进作用在一些实验中被证实[5, 6]。宋博等[7]报道在临床应用中, 外源性小剂量睾酮被用于治疗弱精症患者, 可以提高精子活力。
    CMTM (CKLF-like MARVEL transmembrane domain containing family) 是介于经典趋化因子和4 次跨膜蛋白之间的一个新的蛋白质家族。在人类, 这一家族成员由9 个基因编码, 即CKLF 和CMTM1-8[8]。研究发现, CMTM 家族成员参与体内一些重要的生理及致病过程, 可以诱导肿瘤细胞凋亡[9, 10], 影响骨骼肌的分化[11], 参与哮喘发病过程、特异性皮炎以及风湿性关节炎等免疫系统疾病[12−16]。CKLF1 在神经系统发育过程中具有重要作用[17], 以CKLF1 为靶点可建立体外抗哮喘药物筛选模型[18], 作者发现CMTM 家族在生殖系统中亦具有重要的作用。文献[19, 20]报道, CMTM 家族个别成员可能与精子的成熟与分泌等生理过程或病理过程有关。但是, 睾酮对于CMTM 家族表达的影响未见报道。
    本研究采用棉酚 (gossypol, GY) 和环磷酰胺(cyclophosphamide, CS) 建立雄性大鼠生殖功能障碍模型, 观察给予适当剂量的睾酮对于CMTM 家族各成员表达情况的影响, 希望在CMTM 家族中发现可能参与精子生成的相关蛋白。