精子中催产素受体的双重起源(精子发生与附睾成熟)及其在获能调控中的关键作用
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时间:2025年09月28日
来源:Andrology 3.4
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本综述深入探讨了催产素受体(OR)在哺乳动物精子中的起源与功能。研究证实,OR不仅来源于精子发生过程,还可能通过附睾顶突分泌的细胞外囊泡(EVs)在附睾成熟阶段整合入精子。功能研究表明,OR通过Gαq/11-PLCβ信号通路调控获能过程,特异性拮抗剂L-371,257与激动剂卡贝催产素(carbetocin)联用可显著增加细胞内钙离子(Ca2+)浓度和膜脂紊乱(M540标记),揭示了OR在雌性生殖道中与配体相互作用调控精子功能的重要机制。
通过免疫印迹和免疫荧光技术,在猪精子中确认了催产素受体(OR)的存在。免疫印迹显示两条特异性条带(41和55 kDa),分别对应OR的非糖基化和糖基化形式。免疫荧光定位显示OR分布于精子 equatorial segment、post-acrosomal region、connecting piece和midpiece。抗体特异性通过肽段阻断实验和阴性对照验证。
3.2 催产素受体存在于睾丸生殖细胞、体细胞及附睾细胞中
免疫组织化学显示,OR在睾丸Leydig细胞、Sertoli细胞及生精细胞(特别是晚期精子细胞和残余体)中表达,但睾丸精子中未检测到。在附睾(caput、corpus、cauda)中,OR表达于principal cells、apical cells以及平滑肌细胞,而narrow cells呈阴性。值得注意的是,附睾principal cells形成的apical blebs及其衍生的囊泡状结构呈现强OR阳性,这些结构可能通过细胞外囊泡(EVs)将OR传递给精子。
3.3 OR存在于附睾顶突提示其在附睾成熟过程中可能被整合入精子
通过CD81、caveolin-1(EVs标志物)和OR的三重免疫荧光染色,发现三者共定位于apical blebs。透射电镜进一步证实apical blebs释放入附睾管腔,并含有异质性内容物,可能经历解离过程形成更小的囊泡结构。这些发现提示,OR可能通过apical blebs/epididymosomes在附睾成熟过程中被整合入精子,这解释了为何附睾精子比睾丸精子具有更广泛的OR分布(如尾部)。
在体外获能条件下,使用OR激动剂(oxytocin, carbetocin)、拮抗剂(L-371,257)及其组合处理精子,并未对精子运动参数(总活力、前进活力、VCL、VSL、VAP、LIN、STR、WOB、ALH、BCF)及基于运动学特征划分的三个精子亚群(SP1: 快速线性;SP2: 慢速中等线性;SP3: 中等速度低线性)分布产生显著影响。
3.5 OR激活在精子获能过程中增加细胞内Ca2+水平和膜脂紊乱,但不影响精子活力或顶体完整性
在获能过程中,拮抗剂L-371,257与激动剂carbetocin联合处理(Carb + L-371,257)在120分钟和130分钟(添加孕酮后)显著增加了细胞内钙离子(Fluo4-AM标记)水平,并在60分钟增加了膜脂紊乱(M540标记)程度。单一激动剂或拮抗剂处理均无此效应。所有处理均未影响精子活力(SYBR-14/PI)或顶体完整性(PNA-FITC/[LIVE/DEAD] violet)。
3.6 催产素受体不参与线粒体活性或氧化平衡的调控
所有处理对精子细胞内超氧化物(HE/Yo-Pro-1)、总活性氧(H2DCFDA/PI)水平以及线粒体膜电位(JC-1)均无显著影响,表明OR不参与调控精子获能过程中的氧化还原状态和线粒体功能。
本研究首次系统阐述了OR在猪精子中的双重起源(精子发生和附睾成熟)及其在获能中的功能。OR在睾丸生精细胞(尤其精子细胞)和附睾上皮细胞(principal cells, apical cells)及其分泌的apical blebs/epididymosomes中表达,提示其可能通过EVs在附睾成熟过程中整合入精子。功能上,OR通过Gαq/11-PLCβ信号通路参与调控获能早期的膜脂紊乱和钙信号,Carb + L-371,257的效应可能源于L-371,257的药理伴侣(pharmacochaperone)作用稳定了OR,与长效激动剂carbetocin协同激活了该通路。OR对运动参数、顶体反应、氧化平衡和线粒体功能无直接影响,表明其作用具有特定性。
哺乳动物精子中的OR可能起源于精子发生和附睾成熟过程。在雄性配子中,OR通过与其在雌性生殖道中的配体相互作用,主要调控精子获能过程,具体表现为增加细胞内Ca2+水平和膜脂紊乱。OR的激活对精子活力、顶体完整性、运动能力、氧化平衡和线粒体功能无显著影响。其作用机制可能涉及Gαq/11-PLCβ信号通路。后续研究应深入探讨调控OR是否影响精子的受精能力。
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