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睾丸炎可导致男性不育,危害男性生殖健康和家庭幸福。睾丸炎症发生时,可使生殖细胞抗原暴露,诱发机体对自身精子产生免疫反应,造成不可逆的生育障碍,是目前临床治疗中十分棘手的问题。血-睾屏障可以隔离精子抗原的识别,对建立和维持睾丸免疫豁免微环境至关重要。研究表明,炎症造成血-睾屏障结构与功能的破坏是睾丸产生自身免疫反应的重要致病机理之一。闭锁蛋白(occludin)是最早发现的紧密连接膜蛋白,它能够封闭Sertoli细胞之间的间隙,维持血-睾屏障的正常结构与功能。occludin的功能受到丝裂原蛋白激酶(MAPK)的调控,并与炎症导致的精子发生异常、生育力下降等病理改变密切相关。MAPK磷酸酶-1(MKP-1)特异性地调控MAPK信号通路分子的磷酸化水平,维持机体免疫应答处于合适的强度,是炎症反应中非常重要的负调节分子。然而,MKP-1是否通过调节MAPK信号通路的磷酸化水平影响Sertoli细胞之间紧密连接的结构与功能?MKP-1在睾丸炎中是否发挥保护作用?目前未见报道。本研究通过观察MKP-1对血-睾屏障重要结构分子occludin的作用及其调控机制,旨在研究Mkp-l敲除对小鼠生育力的影响,探讨睾丸炎症中的免疫负调节保护作用及其分子机制。本研究以小鼠为模型,观察MKP-1在睾丸中的时-空表达规律。结果显示,MKP-1在幼年期和性成熟期小鼠睾丸的表达水平较高,而在青春期较低。MKP-1在不同年龄阶段小鼠睾丸中呈现不同的分布特点。性成熟期小鼠的MKP-1主要表达于Sertoli细胞和精子细胞,间质细胞和血管内皮细胞亦有表达。急性炎症(LPS)刺激下,睾丸内MKP-1表达显著增加,其在生精上皮第Ⅶ-Ⅷ期Sertoli细胞核以及血-睾屏障连接部位的表达均明显上升,提示MKP-1可能参与炎症刺激下血-睾屏障结构与功能的调节。通过体外培养Sertoli细胞,观察MKP-1对紧密连接蛋白occludin的作用。我们采用LPS刺激Sertoli细胞模拟体内炎症模型,发现在静息状态下MKP-1表达水平很低;LPS作用后MKP-1的表达显著升高,且此效应具有明显的时间-剂量依赖性。occludin在正常对照组表达水平较高,炎症导致occludin表达显著下降。分析MKP-1对occludin的作用机制,发现MKP-1能够通过阻断p38和IκBα的磷酸化从而抑制occludin表达的下降;且MKP-1与p38存在相互作用,表明MKP-1可能通过与p38的结合对occludin产生作用。MKP-1对occludin定位影响的实验发现:对照组occludin主要呈串珠样分布于Sertoli细胞膜,在胞质和胞核部位表达水平较低;LPS刺激可引起Sertoli细胞膜上的occludin经clathrin介导的内吞活动增加,造成occludin在Sertoli细胞膜的表达降低;RNA干扰抑制MKP-1表达后,clathrin介导的occludin内吞作用较炎症刺激组显著增强,导致Sertoli细胞膜上的occludin进一步下降。以上结果提示,MKP-1不仅能够影响occludin分子的表达水平,还参与调节occludin蛋白的分布和功能。最后,通过在体实验进一步验证上述体外研究的结果。采用形态学观察、精液常规检测以及小鼠交配能力三个实验观察基因敲除小鼠(Mkp-l-/-的生殖表型。结果显示,敲除小鼠的生精上皮多核巨细胞增多,凋亡增加,精子发生异常;精子活力和前向运动力减弱,精子畸形率增加;小鼠生育力下降。此外,敲除小鼠的血-睾屏障结构发生改变、通透性增加,血液抗精子抗体(AsAb)及睾丸内炎症因子(TNFα)均显著升高,提示敲除小鼠睾丸的生殖免疫微环境发生了改变。Mkp-l-/-睾丸内occludin表达水平明显下降,Sertoli细胞紧密连接部位细胞膜上的occludin明显减少。MKP-1能够抑制炎症刺激下p38的磷酸化,从而减少occludin表达的下降,并影响clathrin介导的occludin蛋白内吞活动。以上结果表明,MKP-1参与体内睾丸生殖免疫微环境的维持,并在睾丸炎症的进程中发挥重要的负调节作用。综上所述,本研究首次发现Mkp-l全基因敲除小鼠血-睾屏障结构、功能的改变,抗精子抗体水平升高,生育力下降,表明MKP-1作为免疫调节分子参与维持睾丸免疫豁免微环境。首次揭示MKP-1通过与信号分子p38和IκBα的相互作用,影响紧密连接蛋白occludin的表达与定位,提示MKP-1在睾丸炎症中的保护作用及分子机制。本研究为睾丸炎症导致的男性不育患者的诊治提供了新的理论依据和靶标。