STAT3/MTND4 通过活性氧/线粒体功能障碍介导肥胖相关精囊损伤及精子活动力受损

《Reproductive Sciences》：STAT3/MTND4 Mediates Obesity-Related Seminal Vesicle Injury and Impaired Sperm Motility Via Reactive Oxygen Species /Mitochondrial Dysfunction

　　肥胖可诱发男性生殖功能障碍，而线粒体功能障碍是驱动功能受损的重要机制之一。其中，线粒体NADH脱氢酶亚基4（MTND4）在维持线粒体电子传递链功能和细胞能量代谢中发挥着关键作用。然而，其在肥胖相关精囊损伤中的分子机制尚未完全阐明。本研究建立了高脂饮食（HFD）的体内和体外模型，记录小鼠体重变化，并通过相关检测试剂盒测定血清睾酮、总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）水平，分析代谢表型变化。采用苏木精-伊红染色、计算机辅助精子分析系统、qRT-PCR、Western blot、末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法（TUNEL）、活性氧（ROS）检测、JC-1染色以及超氧化物歧化酶/丙二醛检测试剂盒，分别评估精囊组织结构、精子功能、细胞活力、凋亡、氧化应激和线粒体功能等指标。通过JASPAR数据库预测MTND4上游的转录因子，并通过染色质免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因实验验证STAT3对MTND4的转录调控。最终，构建STAT3敲低和MTND4过表达共转染的HFD细胞模型，探究STAT3/MTND4轴对精囊损伤和精子运动性的影响。结果表明，HFD可诱导小鼠肥胖，表现为体重增加、血清睾酮水平下降以及TC和TG水平升高。同时，精囊组织结构紊乱、上皮剥落、分泌功能受损，精子运动性、前向运动性和精子浓度显著降低。此外，HFD小鼠中MTND4的表达显著上调。MTND4过表达促进ROS积累、降低线粒体膜电位并加重氧化应激，导致精囊细胞运动性降低和凋亡增强。进一步研究发现，STAT3可转录激活MTND4；HFD通过上调STAT3激活MTND4转录，从而降低精囊细胞活力。综上所述，HFD通过上调STAT3激活MTND4转录，导致ROS产生和线粒体功能障碍，最终介导肥胖相关的精囊损伤和精子功能障碍。STAT3/MTND4轴可能成为调节男性生殖健康的一个新靶点。