4-羟基异亮氨酸改善饮食诱导肥胖雄性小鼠生育力的潜在作用机制研究

本研究首次揭示天然氨基酸衍生物4-羟基异亮氨酸（4-HIL）通过调节代谢参数（GTT/ITT/PTT）、改善睾丸氧化应激（MDA/SOD）和炎症状态（IL-6/TNF-α）、上调关键生精基因（spem1/spata24）表达等多重机制，显著提升高脂饮食（HFD）诱导肥胖雄性小鼠的精子数量、浓度及胚胎发育潜能（IVF），为肥胖相关男性不育提供了新型干预策略。

　　

代谢改善：4-HIL对抗肥胖的核心作用

高脂饮食（HFD）喂养10周的C57BL/6雄性小鼠表现出典型肥胖特征，而持续6周腹腔注射4-HIL（200 mg/kg/day）显著降低体重增长和附睾脂肪重量。通过葡萄糖耐量（GTT）、胰岛素耐量（ITT）和丙酮酸耐量（PTT）测试发现，4-HIL治疗组小鼠血糖调控能力接近正常饮食（ND）组，血清脂质谱（LDL-c/HDL-c/TG）也得到优化，证实其改善胰岛素抵抗和脂代谢紊乱的双重功效。

生育力提升：从精子参数到胚胎发育

计算机辅助精子分析（CASA）显示，4-HIL组精子数量和浓度较HFD组分别提高2.1倍和1.8倍，但形态异常率无显著差异。交配实验中，治疗组小鼠使雌鼠受孕时间缩短3.2天，每窝产仔数增加4.3只。体外受精（IVF）实验进一步揭示，4-HIL组精子形成的囊胚率（55%）显著高于HFD组（30%），接近ND组水平（61%），表明其改善胚胎发育潜能的独特作用。

睾丸微环境的重编程

组织学分析发现，HFD组小鼠睾丸生精小管腔出现生发上皮排列紊乱和脂质沉积（Oil Red O染色阳性），而4-HIL治疗显著减轻这些病理改变。TUNEL检测显示凋亡细胞减少42%。同时，睾丸氧化应激标志物MDA降低67%，抗氧化酶SOD活性恢复至ND组90%水平，炎症因子IL-6和TNF-α浓度分别下降54%和61%。血清生殖激素（FSH/LH/睾酮）虽无统计学差异，但呈现改善趋势。

分子机制：生精基因网络的激活

mRNA测序发现4-HIL组睾丸中206个基因特异性上调，包括关键生精基因spem1和spata24（qPCR验证表达量增加3.8倍和2.9倍）。基因本体（GO）分析显示"精子发生"是最显著富集的生物学过程，涉及蛋白结合和细胞质组分。这些基因可能通过调控减数分裂和精子形成关键步骤，逆转肥胖导致的生精障碍。

临床转化与未来展望

该研究首次系统阐明4-HIL通过代谢-氧化应激-基因表达多维度通路改善肥胖相关不育的作用机制。尽管样本量（n=15/组）和周期（6周）存在局限，但其同时靶向全身代谢和睾丸微环境的特性，为开发男性不育的干预策略提供了新思路。后续研究可深入探索4-HIL对表观遗传调控和跨代效应的影响，推动其向临床转化。