精子RNase T2和精漿TNF-α、IL-6及β-defensin 2與男性不育的相關性.pdf

1、全球約有10%～15%的人口患有不育不孕,其中20%～39%是由男性因素所導致。而且據(jù)國內數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在我國的適齡生育夫婦中，至少有12.5%的夫婦患有不孕和不育癥，患者總數(shù)已超過4000萬，其中由男性因素引起的不育約占50%。男性不育的發(fā)病率呈快速上升的趨勢，其中很重要的原因就是男性精子數(shù)量和質量在逐年下降。研究表明，81.84%男性不育癥患者存在精子運動不良，弱精子癥已經(jīng)成為影響男性不育的重要因素。
　　影響精子運動能力的因素是

2、多方面的，生殖道或生殖腺體的急慢性炎癥、精液液化異常、免疫因素、內分泌因素、精索靜脈曲張等都會直接或間接影響精子的運動能力，而更多的則是原因不明的特發(fā)性弱精子癥。近年來，隨著飲食結構和生活方式的改變，超重和肥胖人口在逐年增加。有研究證實男性肥胖除了對精液質量有著不良影響外，同時也影響妊娠結局及子代健康。相關研究也表明，通過改變生活方式將體重控制在正常范圍內，可以有效改善男性的精子質量。因此，肥胖也是引起弱精子癥的可能因素之一，而且肥胖是

3、男性不育的危險因素。
　　人精液由5%的精子和95%的精漿組成。人精子分為頭、頸、尾三部分。精子頭部呈橢圓形，內含有遺傳物質；頸部較短，內有中心粒；精子尾部分為中段、主段和末段，成熟的精子靠精子尾部的擺動而獲得運動能力。人精漿里含有果糖和蛋白質，是精子的營養(yǎng)物質，另外還含有前列腺素和一些酶類物質，對精子的發(fā)生、發(fā)育、成熟及運動能力起重要作用。為了研究由弱精子癥及肥胖癥引起的男性不育癥的發(fā)病機制，生殖醫(yī)學和生殖生物學都致力于在精子上

4、或精漿中尋找導致精子運動功能下調的關鍵蛋白質，探索它們對精子質量的影響以及與男性不育的相關性。
　　精子尾部的主要結構是貫穿于中央的軸絲，在解剖學上縱行排列著收縮蛋白質、粗大纖維和與它相關聯(lián)的微絲及微管。哺乳動物在精子的頭部、頸部和尾部表達有豐富的肌動蛋白（actin），肌動蛋白、粗大纖維、微管和微絲所構成的肌動蛋白細胞骨架對精子的運動能力的產生有重要的作用。精子的運動力主要靠中段線粒體鞘內的線粒體提供能量，以及表達在微管上的動力

5、蛋白（Dynein）等介導尾部相鄰的微管、微絲之間產生滑動運動，從而調節(jié)精子尾部的彎曲與擺動來實現(xiàn)。
　　有研究發(fā)現(xiàn)ACTIBIND蛋白可以通過和血管生成素競爭性結合腫瘤細胞中的肌動蛋白，從而抑制腫瘤細胞的生長和遷移。ACTIBIND是由黑曲霉表達的蛋白，為核糖核酸酶T2（RNase T2）家族成員之一。核糖核酸酶T2家族則是廣泛存在于原核生物、真核生物上的一類底物非特異性核糖核酸內切酶，能參與細胞核糖核酸分解、細胞免疫應答、細胞

6、增殖與運動等多種功能。蛋白序列分析發(fā)現(xiàn)，核糖核酸酶 T2家族的基因序列和蛋白質三維結構在各個物種之間具有高度的相似性?；贏CTIBIND蛋白與肌動蛋白結合抑制腫瘤細胞的生產和遷移，我們推測：核糖核酸酶T2與精子上的肌動蛋白結合影響精子的運動。為此，我們課題組曾對正常男性精子與核糖核酸酶T2作用進行實驗，研究發(fā)現(xiàn)：核糖核酸酶T2表達在人類精子的頂體部位、頸部以及尾部鞭毛部位，與actin表達具有部分共定位，尤其是在與精子運動相關的尾部；

7、并且核糖核酸酶 T2可以明顯抑制人精子活動力及前向運動力且具有時間和劑量依賴性。據(jù)此結論，我們進一步推測，在弱精癥患者的精液中是否有過量表達的核糖核酸酶T2，其表達異常導致男性精液質量下降呢？
　　另一方面，研究表明肥胖可引起男性精液質量下降，繼而導致男性不育。肥胖是由多因素引起的慢性代謝性疾病，是一種全身性慢性低度炎癥狀態(tài)，在一定程度上表現(xiàn)為明顯超重及脂肪積聚過多。在肥胖的狀態(tài)下，脂肪細胞可以被激活變成炎癥細胞，并分泌多種炎癥細

8、胞因子如α腫瘤壞死因子（TNF-α）和白介素6（IL-6），使其含量水平急劇上升。人β-defensin2（HBD-2）是人體中第一個發(fā)現(xiàn)可誘導表達的防御素，可以通過調節(jié)細胞因子降低機體的炎癥反應。正常情況下機體的HBD-2的表達水平很低，當受到促炎癥因子和微生物刺激后，其表達迅速上調。由于肥胖者精漿TNF-α和IL-6水平升高，后者的升高刺激HBD-2的表達水平升高。已有血清學研究證實，男性肥胖患者體內不僅TNF-α和IL-6水平升高

9、，而且與男性精液密度及前向運動精子率下降存在一定的相關性。但是肥胖是否引起精漿中炎癥因子及 HBD-2表達水平的改變卻一直未見報道。那么肥胖者精漿中它們水平是否升高，而且對男性精液質量的影響以及與男性不育的相關關系又如何呢？
　　綜合上述的推測，從2013年6月到2016年4月，我們對在上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院生殖醫(yī)學中心門診就診的男性患者進行分組，對他們進行精液分析并分離收集精子和精漿標本。
　　1）收集弱精標本10

10、5例，正常精液標本100例。通過間接免疫熒光標記和流式細胞檢測核糖核酸酶T2在兩組精子標本的含量，我們發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶T2在弱精癥患者中熒光表達強度顯著高于正常組標本（P<0.05）；通過分析，發(fā)現(xiàn)人精子核糖核酸酶T2表含量與精子活力呈負相關（r=-0.291，P<0.01）。另外，我們從黑曲霉菌的培養(yǎng)液中分離、純化出具有高生物活性的核糖核酸酶T2，同樣可以明顯抑制人精子前向運動力和總活動力，且具有時間和劑量依賴性。
　　2）收集1

11、30例超重及肥胖男性不育患者及45例正常生育男性的精液標本。通過ELISA法檢測精漿中TNF-α、IL-6、β-defensin2的水平含量，并通過流式細胞儀檢測精子上β-defensin2的表達水平。結果發(fā)現(xiàn)，相對正常生育男性，肥胖男性不育患者精漿TNF-α、IL-6水平顯著升高（P<0.01），β-defensin2水平明顯升高（P<0.05），而精子β-defensin2表達含量明顯降低（P<0.05）。同時對體重指數(shù)（BMI）、

12、精液參數(shù)以及精漿TNF-α、IL-6及β-defensin2水平進行單因素相關性分析，我們發(fā)現(xiàn)：肥胖組與正常組相比，精液量、A級運動精子、精子活力及總活力均顯著下降（P<0.01），肥胖組與正常組相比，d級精子，精漿TNF-α及IL-6水平有顯著升高（P<0.01）。BMI與精液量和A級精子呈負相關（P<0.01）。精漿TNF-α及IL-6水平與正常精子形態(tài)呈負相關（P<0.05），與BMI呈正相關（P<0.01）。
　　通過上述