编辑推荐:
为解决抗生素治疗睾丸炎带来的耐药及残留问题,研究人员开展了抗菌肽 MPX 对脂多糖(LPS)诱导的小鼠睾丸炎影响的研究。结果发现 MPX 能改善睾丸生理功能,抑制炎症和细胞凋亡,还能调节肺炎和肠炎。该研究为开发睾丸炎治疗药物奠定基础。
在男性生殖健康领域,睾丸炎是个不可忽视的 “大麻烦”。它大多由细菌感染引发,像布鲁氏菌、放线菌,还有衣原体感染,甚至农药、环境污染物等也可能是 “罪魁祸首”。睾丸炎不仅会让睾丸肿胀、发烧、充血,干扰精子的正常生成,导致精子数量减少、活力降低、畸形率上升,严重时还会造成无精症,引发男性不育。据统计,睾丸感染和炎症约占男性生殖障碍病例的 15% 。
目前,抗生素是治疗睾丸炎的常用药,像临床治疗附睾炎 - 睾丸炎和尿路感染会用环丙沙星;治疗泌尿生殖系统结核,利福平与异烟肼联合疗法效果不错;头孢氨苄和甲硝唑也能用于睾丸炎的防治。但近年来,抗菌药物的滥用使得耐药性问题日益突出,新抗感染化合物的研发又滞后,多药耐药菌株不断出现,寻找新的有效药物迫在眉睫。
在此背景下,吉林大学和河南科技学院的研究人员开展了一项关于抗菌肽 MPX(Mastoparan 家族的一员)对睾丸炎影响的研究,相关成果发表在《Animals and Zoonoses》上。这项研究意义重大,有望为睾丸炎的治疗开辟新路径。
研究人员采用了多种关键技术方法:选用成年雄性昆明小鼠构建炎症模型,将其随机分组,分别给予不同处理;运用实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测相关基因表达;通过组织学分析观察睾丸、附睾等组织的病理变化;借助免疫组化技术检测蛋白表达;利用扫描电子显微镜观察精子和肠道组织形态;采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析蛋白水平;还进行了精子计数、精子活力测试以及精子内 Ca2+浓度检测等实验。
研究结果如下:
- MPX 对睾丸生理功能及雄激素相关基因表达的影响:在 40 天喂养实验中,MPX 组小鼠体重与对照组无显著差异,表明其安全性良好。MPX 能显著提升睾酮水平,对抗 LPS 诱导的睾酮降低。长期口服 MPX 可有效保护睾丸和附睾,防止其因 LPS 作用而重量减轻,还能上调雄激素受体(AR)、抑制素 βB 亚基(IBP)和 SRY 相关高迁移率族蛋白 9(SOX9)的 mRNA 表达,改善生殖系统功能。
- MPX 对精子数量和质量的影响:LPS 会使精子数量减少、活力降低、ATP 水平下降、Ca2+浓度降低且形态异常。而口服 MPX 20 和 40 天可显著增加精子数量,提高精子活力和 ATP 水平,40 天还能提升精子内 Ca2+浓度,使精子形态恢复正常,有效改善精子质量。
- MPX 对 LPS 诱导的睾丸损伤的保护作用:LPS 会导致睾丸上皮损伤,如生精上皮脱落、变薄,生精细胞提前释放,管腔出现大量成熟精子;还会使附睾精子数量减少,有炎症细胞浸润。口服 MPX 能有效修复 LPS 诱导的睾丸损伤,使上皮形态接近正常,增加精子数量;在改善附睾损伤方面,MPX 也比多粘菌素更有效。
- MPX 对睾丸炎症因子表达的影响:LPS 显著上调睾丸中白细胞介素 - 1β(IL - 1β)、白细胞介素 - 6(IL - 6)、白细胞介素 - 18(IL - 18)、肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和 C - C 基序趋化因子配体 2(CCL2)的表达。口服 MPX 可降低这些炎症因子水平,同时增强抗炎因子白细胞介素 - 10(IL - 10)的表达。MPX 还能通过抑制 Toll 样受体 4(TLR4)和 p65 的高表达,阻断 LPS 诱导的炎症细胞因子表达。
- MPX 对睾丸炎症反应的调节作用:LPS 激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路,使 p38 和细胞外信号调节激酶(ERK)表达增加。口服 MPX 能有效抑制 LPS 诱导的 p38 和 ERK 上调,对 c - Jun 氨基末端激酶(JNK)表达无显著影响。此外,MPX 还能下调 LPS 诱导的 TLR4、p - p38、p - ERK 和 NLRP3 炎性小体表达,从而调节睾丸炎症反应。
- MPX 对睾丸细胞凋亡的抑制作用:LPS 诱导睾丸细胞中 Bax 和半胱天冬酶 - 3(Caspase - 3)表达增加。口服 MPX 可降低 Bax 和 Caspase - 3 的 mRNA 和蛋白表达,增强 B 细胞淋巴瘤 - 2(Bcl - 2)的表达,抑制 LPS 诱导的睾丸细胞凋亡。
- MPX 对其他器官炎症损伤的缓解作用:LPS 会引发肺部、肝脏、肠道等器官的炎症损伤,如肺部出现肺间质增宽、肺泡壁增厚、出血、炎症细胞浸润等;肝脏有血管充血、肝索紊乱、炎症细胞浸润等;肠道表现为肠绒毛脱落、炎症细胞浸润等。口服 MPX 能有效缓解这些器官的炎症损伤,且效果优于多粘菌素,还能维持肠道绒毛形态。
研究结论与讨论部分指出,该研究系统评估了长期口服 MPX 对男性生殖系统炎症的影响。MPX 通过调节 MAPK 信号通路,抑制炎症反应和细胞凋亡,有效改善了睾丸生理功能,提高了精子质量。与其他治疗睾丸炎的药物相比,MPX 展现出独特优势。虽然抗菌肽在稳定性等方面还面临挑战,但 MPX 在治疗炎症性疾病方面前景广阔,有望成为预防和治疗急性睾丸炎的创新疗法,为男性生殖健康领域的药物研发提供了新方向和重要依据。