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慢性应激通过下丘脑-垂体-睾丸轴紊乱及氧化应激损害雄性大鼠生殖功能的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:Reproductive Biology 2.5
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本研究针对慢性应激导致男性不育的机制难题,通过冷浸水应激(CWI)模型揭示:应激通过抑制下丘脑Kisspeptin(Kiss1)和促性腺激素释放激素(GnRH),降低血清LH和睾酮(T),同时升高皮质酮,诱发附睾氧化应激(ROS↑、SOD/CAT/GPx4↓),最终导致精子质量下降、体外受精(IVF)成功率降低及胚胎发育异常,为临床男性不育干预提供新靶点。
在现代社会,慢性应激已成为威胁男性生殖健康的隐形杀手。据统计,全球约15%的夫妇面临不孕问题,其中男性因素占比高达50%。临床观察发现,长期处于压力状态的男性常伴随精子浓度降低、活力下降及畸形率升高等问题,但其深层机制尚未完全阐明。尤其令人困惑的是,应激如何通过神经内分泌系统与氧化应激的交互作用,最终损害精子功能?这一科学问题的解答,对开发针对性干预策略至关重要。
针对这一空白,墨西哥大都会自治大学健康与生物科学部的研究团队在《Reproductive Biology》发表了一项开创性研究。该团队通过建立雄性大鼠冷浸水应激(CWI)模型,系统揭示了慢性应激通过扰乱下丘脑-垂体-睾丸轴(HPT轴)神经内分泌调控,诱发附睾氧化损伤,进而损害精子受精能力的级联机制。
关键技术方法
研究选用3月龄雄性Wistar大鼠,分为对照组和CWI应激组(每日冷水浸泡连续50天)。实验采用ELISA检测血清黄体生成素(LH)、睾酮(T)和皮质酮水平;Western Blot分析下丘脑Kiss1和GnRH表达;通过检测附睾活性氧(ROS)、脂质过氧化物及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx4)评估氧化应激状态;计算机辅助精液分析(CASA)评估精子参数;体外受精(IVF)实验验证精子功能。
研究结果
1. 体重增长与器官重量
CWI应激组大鼠从第10天起体重增长显著减缓,睾丸及附属腺体重量较对照组降低,提示慢性应激导致全身代谢抑制及生殖器官发育受损。
2. 神经内分泌轴紊乱
应激组下丘脑Kiss1和GnRH蛋白含量分别降低42%和35%,血清LH和T浓度下降48%和52%,而皮质酮水平升高2.3倍。这表明应激通过抑制KNDy神经元(注:分泌Kiss1的神经元群)活性,阻断HPT轴正向调控。
3. 附睾氧化应激爆发
附睾头、体、尾部的ROS和脂质过氧化物水平均显著增加,SOD、CAT、GPx4活性下降30%-45%,证实应激诱发抗氧化防御系统崩溃。
4. 精子质量全面下降
应激组精子活力(从75%降至43%)、存活率、正常形态率均显著降低,顶体反应异常率增加2.1倍,直接导致受精能力缺陷。
5. 胚胎发育障碍
IVF实验显示,应激组受精卵形成率仅为对照组的61%,胚胎囊胚形成率降低54%,且胚胎碎片化程度显著增加。
结论与意义
该研究首次阐明慢性应激通过“下丘脑Kiss1/GnRH抑制→LH/T下降→附睾氧化应激→精子功能损伤”的级联通路导致雄性不育。特别值得注意的是,附睾作为精子成熟的关键场所,其氧化损伤直接决定精子受精能力,这为开发靶向抗氧化治疗(如GPx4激活剂)提供了理论依据。此外,研究证实应激诱导的高皮质酮水平是触发氧化应激的关键因素,提示临床可通过监测皮质酮水平预警男性生育力风险。
这项研究不仅深化了对应激性不育机制的认识,更提出了从神经内分泌-氧化应激双维度干预的新策略,为男性生殖健康保护提供了重要科学依据。未来研究可进一步探索Kiss1神经元特异性保护或附睾靶向抗氧化治疗的可行性。
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