精子发生中生精细胞凋亡的基因调控

精子发生中生精细胞凋亡的基因调控沈凯唐孝达杨宇如近几年来国外学者发现精子发生过程中存在生精细胞的凋亡［１，２］。其中，精原细胞的凋亡是导致实际生成的精子数量少于按理论推算应产生的精子数量的主要原因。在精母细胞的减数分裂过程中，前细线期、合线期、粗线期...     

低剂量电离辐射诱导小鼠睾丸生精细胞凋亡及P53基因和蛋白表达

目的:研究低剂量电离辐射对小鼠睾丸生精细胞凋亡及 P53 基因和蛋白表达的影响。方法:应用密度梯度离心法分离不同种类生精细胞, 流式细胞术检测其细胞凋亡, 免疫组化法观察生精细胞P53蛋白表达, 原位杂交法观察其 P53 mRNA水平。结果:0.025-0.2 Gy X射线全身照射后, 生精细胞凋亡具有明显的细胞种类规律性。在较低剂量照射(0.025和0.05 Gy)时, 以精原细胞凋亡为主, 随照射剂量增加(0.075-0.2 Gy)逐渐累及精母细胞, 并且前者凋亡率明显高于后者, 很少累及精子细胞和精子。P53蛋白表达主要见于精原细胞和精母细胞, 并且前者阳性率高于后者, 随照射剂量增加, 其阳性率逐渐升高, 而精子细胞和精子阳性率较低; P53 mRNA表达在较低剂量照射(0.025 Gy)时, 主要以精母细胞和精子细胞为主, 随剂量增加(0.05-0.2 Gy)逐渐累及精原细胞。精原细胞和精母细胞 P53 mRNA表达呈明显的剂量依赖性关系, 但精子细胞表现不明显。结论:低剂量电离辐射可选择性诱导小鼠睾丸生精细胞凋亡, 具有明显的剂量和时程效应关系。提示, 这种选择性诱导凋亡调控机制可能与 P53 基因和蛋白表达相关联。     

羊睾丸提取液对铅染毒小鼠睾丸生精细胞凋亡及超微结构的影响

目的:探讨羊睾丸提取液对铅染毒小鼠睾丸生精细胞凋亡及超微结构的影响.方法:雄性性成熟小鼠,随机分为对照组(蒸馏水灌胃),模型组(醋酸铅灌胃),给药组(醋酸铅灌胃+腹腔注射羊睾丸提取液),染毒2周.Tunel法观察睾丸生精细胞的凋亡,透射电镜观察生精细胞超微结构的变化. 结果:与对照组相比,模型组睾丸生精细胞凋亡指数明显增高,多数细胞胞质内出现空泡,核固缩,核膜结构模糊,线粒体数目减少、空泡化,溶酶体增多;与模型组相比,给药组睾丸生精细胞凋亡指数有所降低,细胞结构趋于正常,核膜结构清晰,线粒体数量增多.结论:羊睾丸提取液可抑制铅染毒小鼠睾丸生精细胞的凋亡,对精原细胞、精母细胞、精子细胞的超微结构具有显著的保护作用.     

生精细胞凋亡及其调控

在细胞生物学领域,细胞凋亡的实现调控着细胞死亡和增殖的平衡,故具有重要的生物学意义。生精细胞的凋亡在生精过程中具有极其重要的作用。近年来,睾丸内细胞凋亡的研究在国内外已成为热点之一。本文将就生精细胞凋亡的的阶段性、生理意义、形态特点、激素调节、基因调控等诸多方面的研究概况作一综述。     

生精细胞的凋亡与调控

生精细胞凋亡是近年来生殖生物学的研究热点之一 ,动物的不同发育阶段 ,年龄差异 ,激素水平尤其FSH是影响生精细胞凋亡的重要因素。本文重点对生精细胞凋亡的影响因素及其基因调控机制进行综述。     

不同阶段生精小管组织学结构研究

目的探讨不同阶段人体睾丸生精小管面积、生精小管管腔面积变化和生精上皮在不同阶段的组织学特点,及其与生殖的关系。方法:应用常规组织制片技术和图像分析技术。结果①生精小管平均面积变化,从胚胎睾丸形成到青春期前,随睾丸逐渐发育增大,睾丸间质增多,但生精小管面积无明显增大;自青春期生精小管面积迅速增大,25岁左右达到峰值,45岁左右生精小管平均面积缓慢减少,55岁以后显著减少。②生精小管管腔面积变化,从胚胎睾丸形成到青春期前,生精小管几乎无管腔;青春期管腔开始出现并迅速增大,20岁左右达到峰值;于45岁左右管腔面积缓慢减少,55岁以后显著减少。③生精小管的组织学结构变化,从胚胎睾丸形成到青春期前,生精小管上皮由精原细胞和支持细胞组成,但随睾丸发育增大,睾丸间质增多,生精小管上皮和基膜间渐出现明显的间隙;青春期开始,生精小管上皮发育,生精细胞层数增加,管壁各级生精细胞典型,腔面可见精子;55岁后睾丸纤维化明显,生精小管皱缩,随年龄增长,生精上皮细胞数量渐减少,排列紊乱,基膜增厚。结论①生精细胞增殖旺盛是生精小管平均面积迅速增大的原因之一;生精细胞增殖旺盛的阶段是20～30岁,最佳时期是25岁左右。②生精小管管腔的出现与生精细胞的凋亡、基膜扩大的速率远远大于生精细胞的增殖水平有关,而生精小管管腔的出现有利于精子的生成与运输。③衰老睾丸生殖功能的下降与其组织结构的纤维化及生精小管基膜厚度增加等因素有关。     

低剂量棉酚甲基睾丸酮和炔雌醇联合用药作为男性避孕药的安全性检测

目的 探讨低剂量棉酚12mg/(kg·d)、甲基睾丸酮20mg/(kg·d)和炔雌醇100μg/(kg·d)联合用药24周,能否影响大鼠生精干细胞的功能.方法 采用生精细胞原位凋亡、生精干细胞移植和生殖能力自主恢复实验.结果 联合用药24周后,在大鼠睾丸组织切片中发现了凋亡信号阳性细胞,凋亡信号阳性细胞主要是精母细胞和精子细胞,没有发现精原细胞出现凋亡阳性信号.当把用药组大鼠的生精干细胞移植进入受体裸鼠的曲细精管内2～3个月后,在受体裸鼠的曲细精管中观察到了来自供体大鼠的长型精子细胞.停止用药6周后,用药组大鼠的生殖能力与对照组相比完全恢复.由恢复生殖能力的用药组大鼠产生的F1代仔鼠在经过一系列的检测后被证明为身体机能和智力水平正常.结论 此联合用药在24周内没有影响到用药大鼠生精干细胞的生存和分化功能.     

精原干细胞的生物学特征

哺乳动物生精上皮是由高度复杂而排列有序的细胞群落组成 ,其生殖细胞在有丝分裂、减数分裂及减数分裂后细胞中经历着生成精子的变化过程。目前可利用动物模型研究精原细胞分化的停止和再启动 ,以探讨精原干细胞再生和分化的控制因素。生殖细胞凋亡是精子形成过程中不可避免的环节 ,其调节机制的研究已取得显著的进展。另外 ,精原干细胞的移植今后可能有重要的实际应用。     

精原干细胞的生物学特征

哺乳动物生精上皮是由高度复杂而排列有序的细胞群落组成，其生殖细胞在有丝分裂、减数分裂及减数分裂后细胞中经历着生成精子的变化过程。目前可利用动物模型研究精原细胞分化的停止和再启动，以探讨精原干细胞再生和分化的控制因素。生殖细胞凋亡是精子形成过程中不可避免的环节，其调节机制的研究已取得显著的进展。另外，精原干细胞的移植今后可能有重要的实际应用。     

微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)损伤睾丸支持细胞免疫反应及细胞生物学行为的机制研究进展

微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)是水华爆发时微囊藻属、鱼腥藻属等蓝藻产生的一种对人类有致癌性的藻毒素。MC-LR可对雄性动物生殖系统产生毒性，导致不育，主要表现为诱导细胞凋亡、破坏细胞骨架、干扰DNA损伤修复途径或损伤血睾屏障(BTB)功能等。睾丸支持细胞(Sertoli细胞)是生精小管中与生精细胞直接接触的体细胞，可通过分泌多种细胞因子和免疫抑制因子调节免疫反应以维持睾丸免疫稳态，亦可与邻近生殖细胞形成BTB,为各级生精细胞提供营养、支持和保护作用的微环境。MC-LR可引发睾丸Sertoli细胞炎症、诱导细胞凋亡、破坏BTB完整性，进而造成睾丸生精功能障碍。     

糖尿病大鼠睾丸Bcl-xL变化及罗格列酮对其的影响

目的研究糖尿病大鼠(OLETF鼠)和罗格列酮治疗后,睾丸的组织病理变化及各级生精细胞中Bcl-xL(Bcl-x long)表达的改变。方法 OLETF雄性大鼠20只,定期口服葡萄糖耐量试验(OGTT)监测血糖。喂养至30周时,共有成模OLETF鼠12只,随机分为罗格列酮组和模型组(每组6只),LETO鼠8只作为对照组,各组均给药12周。处死大鼠,测定睾丸重量,HE染色光镜观察睾丸组织病理变化,并运用免疫组化方法对各级生精细胞Bcl-xL蛋白表达情况进行检测。结果与对照组相比,模型组和罗格列酮组有明显的病理变化。睾丸重量、精原细胞和间质细胞计数、睾丸生精细胞Bcl-xL蛋白阳性表达强度,模型组比对照组降低(P<0.05),而罗格列酮组与模型组之间差异并无统计学意义(P>0.05)。结论糖尿病可能通过细胞凋亡机制影响生精过程,而罗格列酮对糖尿病生精障碍并无改善作用。     

睾丸波形蛋白表达与生精细胞凋亡的关系

睾丸的生精上皮具有高度增殖能力,生精过程中细胞增殖与凋亡的动态平衡,对于维持精子的生成的数量和质量具有重要的作用。外来化学毒物可以直接引起睾丸损伤,导致生精细胞过量凋亡,从而导致精子生成减少。生精细胞凋亡时细胞骨架蛋白改变的研究成为一个热点,睾丸波形蛋白表达发生了异常改变,但睾丸波形蛋白表达与生精细胞凋亡的相关性还需进一步研究。     

褪黑激素对小鼠睾丸生精细胞凋亡和睾丸间质细胞nNOS表达的影响

目的：观察外源性褪黑激素(MT)对睾丸生精细胞凋亡和nNOS表达的影响，探讨MT诱导生精细胞凋亡的可能机制。方法：20d和30d小鼠，应用化学发光法检测血清睾酮浓度，TUNEL测定生精细胞凋亡，免疫组化，SABC法观察nNOS在睾丸中的表达。结果：20d和30d实验组血清中睾酮水平明显下降，TUNEL阳性生精细胞数显著增多，TUNEL阳性生精细胞数与睾酮浓度呈负相关；20d实验小鼠中睾丸间质nNOS阳性细胞数与对照组相比明显减少，且与睾酮浓度呈正相关，而与TUNEL阳性生精细胞数呈负相关。结论：MT具有促进生精细胞凋亡的作用，与睾酮分泌受抑制有关；青春期前MT引起生精细胞凋亡可能还与nNOS表达有关。     

锰诱导大鼠生精细胞凋亡过程中生殖激素和乳酸脱氢酶及PARP的作用

目的研究锰对大鼠体内生殖激素和乳酸脱氢酶(LDH)和多聚ADP核糖聚合酶(PARP)表达的影响,探讨它们在生精细胞凋亡过程中的作用。方法雄性SD大鼠48只,随机分为空白对照组,低剂量组和高剂量组,腹腔注射Mn Cl24周和6周,TUNEL法检测生精细胞凋亡,放射免疫测定血清睾酮(T)、卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)含量,化学比色测定血清和睾丸LDH含量。免疫组织化学法检测生精细胞PARP表达。结果各染锰组生精细胞凋亡指数、血清FSH、LH及LDH含量升高,血清T、睾丸LDH含量及PARP表达降低。结论锰可使大鼠T和睾丸LDH降低,FSH、LH和血清LDH活性升高,抑制大鼠生精细胞PARP表达,导致生精细胞凋亡。     

磷酸化的丝裂原活化蛋白激酶在大鼠睾丸的表达

目的研究丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)的3个亚家族成员细胞外信号调节激酶(ERK)、c-Jun N-端激酶(JNK)和p38 MAPK的活化形式在睾丸中的定位,了解MAPKs在生精过程中所起的作用。方法免疫组织化学方法检测正常大鼠睾丸中磷酸化的p-ERKJ、NK、p38 MAPK的表达情况。结果正常大鼠睾丸中p-ERK主要分布于精原细胞、细线前期到粗线期的初级精母细胞以及9~12期长形精子细胞的细胞核,p-JNK则主要位于支持细胞与支持细胞、支持细胞与生精细胞(尤其是19期精子细胞)之间,而p-p38 MAPK除了在生精小管的部分细胞胞质中有分布外,其表达最明显的部位是在间质细胞的细胞质。结论ERKJ、NK和p-38 MAPK分别定位于正常大鼠睾丸内的不同部位,提示MAPKs不同的亚家族成员分别在精子发生的不同环节中发挥主要作用。ERK可能参与生精细胞增殖、分化的信号转导,JNK则可能通过调节细胞的黏附而最终影响生精细胞的迁移与精子释放过程,而p38 MAPK除了可能与JNK一起参与精子释放的调节外,最主要的作用可能是睾酮合成分泌的调节。     

PIAS2蛋白和生精细胞凋亡在无精子症中相关性的研究

目的 研究PIAS2蛋白和生精细胞凋亡在无精子症中的作用。方法 选取2020年3月至2021年11月体检的健康男性中的30例,记为A组,同期选取就诊的无精子症患者30例,记为B组,检测两组睾丸组织中PIAS2蛋白和生精细胞凋亡情况,评估并分析其在无精子症中的作用。结果 与A组相比,B组睾丸体积及睾丸取精阳性率显著降低;与A组相比,B组睾丸组织中的PIAS2蛋白表达显著降低;与A组相比,B组生精细胞凋亡显著升高;PIAS2蛋白表达与睾丸体积及取精阳性率呈正相关关系;生精细胞凋亡与睾丸体积及取精阳性率呈负相关关系;PIAS2蛋白表达与生精细胞凋亡呈负相关关系;PIAS2蛋白检测对无精子症诊断的灵敏度为82.31%、特异度为77.26%、AUC值为0.826、约登指数为0.59,生精细胞凋亡检测对无精子症诊断的灵敏度为81.54%、特异度为79.25%、AUC值为0.844、约登指数为0.61。结论 PIAS2蛋白表达和生精细胞凋亡与睾丸体积及取精阳性率存在相关性,对无精子症疾病具有一定的诊断价值。     

类固醇生成因子-1对青春期小鼠睾丸中睾酮生成及精子发生的调节

目的 探讨类固醇生成因子-1(SF-1)对青春期小鼠睾丸内分泌功能及精子发生过程的调节作用，并推测其可能机制。方法 用免疫组织化学方法定位SF-1在不同年龄小鼠睾丸中的细胞分布，进一步分离有SF-1阳性表达信号的青春期小鼠Leydig细胞在体外进行培养，用反义转染方法抑制细胞内SF-1蛋白质的表达，检测细胞的睾酮分泌量及睾酮生成酶P450scc的mRNA水平变化。结果 1．SF-1在青春期Leydig细胞核有表达；反义抑制细胞内SF-1蛋白质的表达，则细胞的睾酮分泌量及P450scc mRNA水平均显著下降；2．SF-1在青春期小鼠睾丸B型精原细胞及细线期、偶线期、粗线期的初级精母细胞核中也有表达。结论 1．SF-1参与调节青春期睾丸Leydig细胞中P450scc基因的转录，影响睾酮分泌；2．SF-1作为一种核受体，可能也是生精过程中重要的转录调控因子，调节B型精原细胞向初级精母细胞分化及初级精母细胞第1次减数分裂过程中特异表达的基因转录过程，从而影响青春期小鼠精子发生过程。     

睾丸动脉血流障碍对小鼠睾丸生精上皮和血-睾屏障的影响

目的:探讨睾丸动脉血流障碍对小鼠睾丸生精上皮和血-睾屏障的影响.方法:成熟雄性BALB/c小鼠,随机分为对照组和6个实验组,对照组仅暴露睾丸动脉而不进行结扎,实验组显微镜下行单侧睾丸动脉结扎, H-E染色观察睾丸组织的病理改变,电镜观察血-睾屏障的变化.结果:对照组睾丸生精小管无明显病理改变;1h组睾丸生精小管上皮细胞排列不均匀,细胞界限清楚,线粒体轻微肿胀,核周隙轻微增宽,睾丸生精小管的基膜完整;2h和3h组生精小管生精细胞层数减少,线粒体轻微空泡改变,线粒体嵴扩张,支持细胞内质网扩张明显,有局部液化灶,生精小管基膜轻微波纹状;睾丸间质可见炎性细胞浸润,多为分叶的中性粒细胞;4h和5h组睾丸间质血管中充血明显,血管内壁有大量的炎性细胞贴壁现象,血管壁增厚呈玻璃样变,精原细胞有核碎裂现象,细胞界限不清,基膜间隙增宽,基膜皱折,精子细胞顶体位置未见顶体,精子细胞局部有空泡,界限不清,细胞膜不完整;6h组睾丸生精小管内主要为精原细胞和初级精母细胞,精原细胞与基膜脱离,基膜有"分层"现象,支持细胞、精母细胞肿胀明显,细胞膜不完整,界限不清,生精小管内可见多核巨细胞.结论:单侧睾丸动脉结扎/再通可引起睾丸生精细胞的缺血性损伤和坏死,生精上皮细胞和血-睾屏障的病理变化随缺血时间的延长而加重.     

出生前后双酚A暴露对子鼠雄性生殖细胞凋亡的影响

目的 研究出生前后双酚A(BPA)暴露对子鼠雄性生殖细胞凋亡的影响,探讨BPA对雄性生殖系统的影响及可能机制. 方法 受孕0天(PGD0)的ICR孕鼠随机分为空白对照组、溶剂对照组、10nmol/LBPA组、100 nmol/L BPA组、1000 nmol/L BPA组;孕鼠饮水染毒,出生后6周(PND42)分别处死雄性仔鼠,取睾丸称湿重,计算睾丸脏器系数;取睾丸组织,电镜观察超微结构的改变,Hoechst染色观察细胞凋亡,免疫组化检测Caspase-3的表达.结果 与空白组和溶剂对照组比较,BPA暴露组睾丸脏器系数降低;电镜显示,高、中剂量组的间质细胞、精原细胞、支持细胞线粒体呈空泡样变化,粗面内质网呈不同程度的扩张.Hoechst染色显示中、高剂量组较对照组和低剂量组细胞凋亡明显.免疫组化结果显示高、中剂量组Caspase-3表达明显,多分布在精原细胞和间质细胞中,且间质细胞强阳性.结论 BPA可以通过诱导生精细胞和间质细胞的凋亡影响睾丸组织学结构.     

Caspase-3mRNA与PARP在染锰大鼠生精细胞中表达变化

目的研究氯化锰对生精细胞凋亡过程半胱氨酸酶3(caspase-3)mRNA和多聚ADP核糖聚合酶(PARP)表达的影响,探讨氯化锰的生殖毒性效应及可能机制。方法雄性SD大鼠48只随机分为空白对照组,低剂量(15 mg/kg MnCl_2)和高剂量(30 mg/kg MnCl_2)组,8只/组。MnCl_2组分别染锰4周和6周,空白对照组给予等容生理盐水,给药途径均为腹腔注射,TUNEL法检测睾丸生精细胞凋亡,原位杂交法和免疫组织化学(SABC)法检测生精细胞caspase-3mRNA和PARP和表达。结果随染锰时间延长和剂量增加,各染锰组生精细胞凋亡指数(AI)及caspase-3 mRNA表达水平显著升高,PARP表达水平显著降低,凋亡指数AI分别与caspase-3 mRNA和PARP表达呈正相关和负相关。结论锰可诱导大鼠生精细胞caspase-3 mRNA表达,促进PARP分解,导致生精细胞凋亡,产生生殖毒性效应。