脂多糖诱导的炎症对小鼠睾丸 kisspeptin 系统的调控作用研究

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Reproductive Toxicology 3.3

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  为探究炎症对睾丸 kisspeptin 系统的影响,研究人员以小鼠为对象,开展脂多糖(LPS)诱导炎症的体内外实验。结果显示,LPS 致睾丸结构异常、精子减少,睾丸 Kiss1 表达升高而 Kiss1r 降低,体外实验中二者表达随时间动态变化。该研究为炎症影响生殖功能的机制提供新见解。

  
生殖是生命延续的核心环节,而生物体的生殖功能极易受到内外环境的影响。在众多影响因素中,炎症作为一种常见的病理状态,与生殖功能的关系一直备受关注。当机体遭遇感染或免疫挑战时,往往会出现生殖功能下降的情况,比如精子数量减少、质量下降等,进而影响生育能力。然而,炎症究竟是通过何种具体机制干扰生殖功能的,目前尚未完全阐明。

kisspeptin(亲吻肽)作为一种关键的神经肽激素,在生殖调控中扮演着不可或缺的角色。它作用于促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)的上游,调控促性腺激素的释放,进而影响性腺功能,同时自身也受到性腺类固醇激素的调节。值得注意的是,除了下丘脑这一经典的调控中枢外,kisspeptin(Kiss1)及其受体(Kiss1r)在睾丸等其他组织中也有表达,这暗示着它在睾丸局部可能也发挥着重要的生殖调控作用。但迄今为止,炎症对睾丸 kisspeptin 系统的影响却鲜有研究,这一领域存在着明显的知识空白。正是在这样的背景下,开展关于炎症对睾丸 kisspeptin 系统调控作用的研究就显得尤为必要,有望为揭示炎症影响生殖功能的机制提供新的视角。

来自德里大学(University of Delhi)动物学系的研究人员针对上述问题开展了深入研究,相关成果发表在《Reproductive Toxicology》杂志上。

研究人员首先进行了体内实验,选取 15-16 周龄的 BALB/c 成年雄性小鼠,将其随机分为两组,每组 7 只。实验组小鼠连续 7 天腹腔注射 750μg/kg 体重的脂多糖(LPS),对照组则给予相应的溶剂处理。7 天后,收集小鼠睾丸组织进行一系列分析。通过组织学观察发现,LPS 处理导致小鼠睾丸生精小管形态异常,表现为形状不规则,周长、直径和横截面积均减小,生精细胞排列紊乱,结缔组织破坏,间质空间增大,同时精子数量显著减少。此外,检测到睾丸中促炎细胞因子肿瘤坏死因子 α(Tnfα)的表达水平升高,证实了炎症的成功诱导。对于 kisspeptin 系统,在基因和蛋白水平上均观察到睾丸 Kiss1 表达显著增加,而 Kiss1r 表达则降低。

为了进一步了解炎症对睾丸 kisspeptin 系统的直接影响,研究人员进行了体外实验。将睾丸组织片段分别用 LPS 处理 3 小时和 6 小时,然后检测相关指标。结果显示,在两个时间点均观察到 Tnfα 表达增加,而转化生长因子 β1(Tgfβ1)表达降低。在转录水平上,Kiss1 在 LPS 处理 6 小时时表达降低,但在 3 小时时无明显变化;Kiss1r 则在 3 小时时表达增加,6 小时时表达降低。在蛋白水平上,两个时间点的睾丸 Kiss1 水平均降低,而 Kiss1r 则无显著变化。

研究结果


  • 体内 LPS 诱导炎症对睾丸结构和功能的影响:慢性 LPS 处理 7 天导致小鼠睾丸生精小管形态异常,包括形状不规则、尺寸减小,生精细胞排列紊乱,间质空间增大,精子数量减少,同时睾丸中 Tnfα 表达升高,证实炎症诱导成功。
  • 体内 LPS 对睾丸 kisspeptin 系统的调控:在基因和蛋白水平上,LPS 处理使睾丸 Kiss1 表达显著增加,而 Kiss1r 表达降低,提示在感染状态下,睾丸 kisspeptin 可能通过代偿作用来调控生殖功能。
  • 体外 LPS 对睾丸炎症因子的影响:体外 LPS 处理睾丸组织片段 3 小时和 6 小时后,均出现 Tnfα 表达增加、Tgfβ1 表达降低的情况。
  • 体外 LPS 对睾丸 kisspeptin 系统的时间依赖性影响:在转录水平,Kiss1 在 6 小时处理时表达降低,3 小时无变化;Kiss1r 在 3 小时表达增加,6 小时表达降低。蛋白水平上,Kiss1 在两个时间点均降低,Kiss1r 无显著变化。

研究结论和意义


本研究明确证实了在脂多糖诱导的炎症条件下,小鼠睾丸 kisspeptin 系统的表达发生了显著调控。体内实验中 Kiss1 的增加和 Kiss1r 的减少可能是睾丸在炎症状态下试图维持生殖功能的一种代偿机制,而体外实验中二者表达随时间的动态变化则表明炎症对睾丸 kisspeptin 系统的影响具有时间依赖性。

这一研究成果具有重要的意义。首先,它首次较为系统地探讨了炎症对睾丸 kisspeptin 系统的影响,填补了该领域的研究空白,为理解炎症与生殖功能之间的联系提供了新的实验依据。其次,研究发现睾丸 kisspeptin 系统在炎症状态下发生表达变化,提示该系统可能参与了炎症导致生殖功能损伤的过程,为阐明炎症影响生殖功能的分子机制开辟了新的研究方向。此外,这些发现也为未来开发针对炎症相关生殖功能障碍的治疗策略提供了潜在的靶点和理论基础,例如通过调节睾丸 kisspeptin 系统的表达或功能来改善炎症状态下的生殖功能。不过,关于炎症条件下 Kiss1 和 Kiss1r 水平改变的确切机制,仍需要进一步的研究来深入探索,比如炎症因子如何具体调控 kisspeptin 系统相关基因的表达,以及 kisspeptin 系统的变化如何精确影响生殖细胞的发育和功能等。只有明确了这些机制,才能更好地利用这一研究成果为临床实践服务,为解决炎症相关的生殖问题提供更有效的方案。

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