雌激素信号通过Notch通路调控支持细胞功能的机制研究及其在生精上皮稳态中的意义

这篇研究揭示了雌激素信号（E2）通过核受体ESR2激活支持细胞（SC）中经典Notch1-RBPJ/HES1通路的新机制，同时发现ESR1通过抑制HEY1表达发挥平衡调节作用。研究采用TM4细胞系和大鼠原代SC模型，结合荧光报告基因、ChIP-qPCR和免疫印迹等技术，首次阐明雌激素-Notch信号串扰对生精上皮微环境调控的分子基础，为理解男性不育和睾丸功能障碍提供了新视角。

　　

Abstract
作为哺乳动物睾丸生精上皮的体细胞组分，支持细胞（SC）不仅对雄激素敏感，还受其代谢产物雌激素的调控。这项研究聚焦雌激素信号对啮齿类SC中经典Notch通路活性的影响，该通路介导生精上皮细胞间的接触依赖性通讯。实验证明，17β-雌二醇（E2）通过雌激素受体2（ESR2）增强Notch1活化、RBPJ转录活性及其与Hes1启动子的结合，同时上调Hes1效应基因和蛋白表达；而通过ESR1则抑制Hey1表达。膜受体GPER1对Notch1信号无显著调控作用。

Introduction
男性体内雌激素的存在已得到充分证实，其在睾丸中既作为激素也作为旁分泌/自分泌因子，通过核受体ESR1、ESR2和膜受体GPER1发挥作用。SC作为生精上皮的"保姆细胞"，其Notch通路通过Delta-Serrate-Lag2家族配体激活，进而调控HES/HEY家族转录因子，影响精原干细胞微环境维持、血睾屏障功能及精子发生关键过程。既往研究发现雄激素和促卵泡激素可调节SC中Notch信号，但雌激素的作用尚属空白。

Material and methods
研究采用TM4小鼠SC系和20日龄大鼠原代SC，通过E2（1 nM）、氟维司群（ESR1/2拮抗剂）和G15（GPER1拮抗剂）处理，结合siRNA沉默技术，运用：

1. 双荧光素酶报告基因检测RBPJ转录活性
2. qPCR分析Notch1、Hes1、Hey1 mRNA表达
3. 免疫印迹检测N1ICD、HES1、HEY1蛋白水平
4. ChIP-qPCR验证RBPJ与启动子结合
5. 免疫荧光定位蛋白亚细胞分布

Results

1. Notch1激活调控：E2显著上调Notch1/N1ICD表达，该效应被氟维司群阻断，但不受G15影响。ESR2（而非ESR1或GPER1）基因沉默完全消除E2的促Notch1作用，免疫荧光显示N1ICD核转位增强。
2. RBPJ转录枢纽作用：E2使RBPJ报告基因活性提升2.1倍，且特异性增强RBPJ与Hes1（而非Hey1）启动子结合。ESR2沉默后该效应消失。
3. 效应基因差异调控：
   • HES1：E2通过ESR2使其mRNA和蛋白表达量分别增加2.8倍和3.2倍，免疫荧光显示胞质聚集增强
   • HEY1：E2-ESR1信号使其表达降低40%，且该抑制不受ESR2/GPER1干扰

Discussion

1. 受体特异性机制：ESR2通过直接调控Notch1转录（可能依赖启动子ERE元件）和促进N1ICD/RBPJ复合体形成激活通路；而ESR1可能通过竞争性结合RBPJ或间接调控抑制HEY1。
2. 生理意义：HES1作为Notch主要效应子，可调控SC能量代谢（如乳酸生成）和生殖细胞黏附；HEY1抑制可能参与减数分裂阻滞调节，二者协同维持生精波同步性。
3. 转化医学价值：研究为环境雌激素（如双酚A）干扰睾丸发育提供了新靶点，ESR2选择性调节剂或成为男性不育干预策略。

Conclusion
该研究首次绘制了SC中雌激素-Notch信号串扰的分子图谱，阐明ESR2和ESR1通过差异调控HES1/HEY1平衡生精上皮稳态，为生殖内分泌领域提供了新的理论基础。未来需进一步探究该通路在生理周期和病理状态下的动态变化。