脂滴-线粒体互作通过波形蛋白骨架调控奶山羊睾丸间质细胞睾酮合成

本研究揭示了奶山羊睾丸间质细胞（LCs）从未成熟（ILCs）向成熟（ALCs）发育过程中，脂滴（LDs）与线粒体通过波形蛋白骨架形成互作网络，从而促进胆固醇转运和睾酮合成的关键机制。研究首次证实细胞骨架蛋白在类固醇生成中的调控作用，为男性生殖内分泌研究提供了新视角。

　　

亮点

• 青春期LCs发育伴随脂滴（LDs）小型化与线粒体增殖

• 绒毛膜促性腺激素（CG）诱导LDs-线粒体互作增强类固醇生成

• 波形蛋白骨架是介导细胞器互作的核心桥梁

• 干扰波形蛋白表达可导致胆固醇转运障碍

讨论

莱迪希细胞（LCs）是睾丸中合成睾酮的主要细胞，其类固醇生成能力高度依赖于LC谱系的 postnatal 发育。从 immature LCs（ILCs）向 adult LCs（ALCs）的青春期转变是发育的最终阶段，对应着雄激素生成的峰值水平。此阶段合成的雄激素主要功能是启动并维持精子发生，以及促进雄性第二性征的发育。随着年龄增长，LCs的类固醇生成能力逐渐下降，这与LCs数量减少和功能减退密切相关。我们的研究发现，在奶山羊LCs发育过程中，细胞形态从卵圆形转变为不规则圆形，并伴随着平滑内质网（sER）的发达、线粒体数量的增加以及小型脂滴（LDs）的胞质分布。这些超微结构变化与类固醇生成能力的提升显著相关。

特别值得注意的是，小型LDs作为胆固醇酯（CE）的储存库，通过水解提供游离胆固醇作为类固醇生成的前体物质。本研究通过体外实验证实，CG刺激不仅能上调StAR、CYP11A1等类固醇生成关键基因的表达，还能显著增强LDs与线粒体的物理接触。共聚焦显微镜、超微结构分析和共免疫沉淀实验一致表明，波形蛋白中间丝通过形成物理桥梁促进LDs与线粒体的相互作用。特异性敲低波形蛋白表达后，LDs-线粒体接触频率显著降低，导致胆固醇向线粒体的转运效率下降，最终损害睾酮合成。这一发现将细胞骨架的功能从传统的结构支撑拓展至细胞器互作的动态调控领域。

结论

总之，我们的研究揭示了山羊ILCs向ALCs转变过程中显著的形态与功能变化。LCs内的小型LDs是睾酮合成前体——游离胆固醇的优选来源。分析结果突显了波形蛋白 filaments 在增强LDs-线粒体互作中的关键作用。但需注意，我们的观察基于细胞器的形态互作。