细菌脂多糖诱导的炎症降低TM3小鼠间质细胞中水甘油通道蛋白介导的甘油通透性并伴随线粒体呼吸受损

《European Journal of Cell Biology》：Bacterial LPS-induced inflammation reduces Aquaglyceroporin-mediated glycerol permeability in TM3 mouse Leydig Cells and is associated with Impaired Mitochondrial Respiration

　　

研究人员以100 μg/mL细菌脂多糖（LPS）处理TM3小鼠间质细胞（mLCs）24 h模拟炎症，发现LPS在加剧Aqp9表达的同时降低了细胞膜甘油通透性；LPS使基线耗氧率（OCR）及ATP偶联OCR下降，并下调Star与Cyp17a1转录及睾酮分泌。结果表明，炎症通过损伤水甘油通道蛋白（AQGP）介导的甘油转运，参与TM3 mLCs代谢与激素合成紊乱，且伴随线粒体呼吸功能受损。

研究背景方面，男性生育力受感染、慢性代谢病及自身免疫等炎症因素干扰，睾丸间质细胞（Leydig cells, LCs）因位于间质近血管与免疫细胞处，对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素（IL）-1、IL-6、活性氧（ROS）等炎症介质高度敏感。线粒体不仅将胆固醇转为孕烯醇酮，还供应类固醇生成所需ATP；炎症常经ROS导致膜电位去极化与呼吸异常。水通道蛋白（aquaporins, AQPs）家族中的水甘油通道蛋白（aquaglyceroporins, AQGPs，含AQP3、AQP7、AQP9、AQP10）可转运甘油，而甘油稳态对精子发生与LC功能至关重要，但炎症如何调控AQGP表达及膜甘油通透性、并联动线粒体呼吸与类固醇生成，尚缺乏在LC中的直接证据。该研究于《European Journal of Cell Biology》发表，选用TM3永生化未成熟小鼠LC系，以LPS复制细菌炎症场景，旨在填补上述空白。

关键技术方法上，研究人员采用TM3 mLCs体外模型，设对照（0 μg/mL LPS）与炎症组（100 μg/mL LPS，24 h）；以RT-PCR/qPCR检测Il6、Aqp3/7/9、Star、Cyp17a1转录（内参β2m），用终止流光散射（stopped-flow light scattering, SFLS）法测膜甘油通透系数（P_gly，以根皮素phloretin为AQGP抑制剂对照），Seahorse XF24测实时OCR并解析基线、ATP偶联、质子漏等参数，JC-1测膜电位、CM-H₂DCFDA测ROS，电化学发光免疫法（ECLIA）测上清睾酮，MTT/SRB/LDH评估活力与毒理。

研究结果如下。3.1节显示，5–100 μg/mL LPS均升IL-6转录，100 μg/mL组无MTT代谢活性、SRB增殖、LDH释放异常，故取100 μg/mL作后续炎症剂量。3.2节中，TM3 mLCs表达Aqp3/7/9转录，LPS使Aqp9 mRNA约2.5倍升高，Aqp3/7不变；SFLS曲线拟合时间常数τ显示，LPS组P_gly较对照降约44%，phloretin抑至28%，证实炎症下调AQGP功能态甘油转运而非单纯转录量。3.3节线粒体评估中，JC-1聚/单体比与ROS未变，但Seahorse示基线OCR降至0.5倍、ATP偶联OCR降逾50%，最大呼吸与备用容量未损，提示氧化磷酸化偶联效率下降而非广泛膜损伤。3.4节类固醇生成相关，LPS使Star与Cyp17a1转录减半，上清睾酮降至0.81倍，表明炎症抑制胆固醇线粒体导入与雄激素合成酶表达。

讨论部分总结，研究者指出Aqp9转录上调与膜甘油通透性下降的背离，可能源于LPS促使AQP9从质膜内迁或转录后调控，类似脂肪细胞所见；既往糖尿病炎症模型中AQP9过表达亦伴Star/3β-HSD/17β-HSD下调，与本数据呼应。线粒体呼吸参数变化不能直接归因于甘油可得性下降，因本研究未阻断通路区分，但炎症信号本身已足致ATP偶联OCR受损。TM3系缺乏Lhcgr、对促性腺激素低反应，故结论外推至成熟LC需谨慎，应在原代成年LC与体内验证。

结论部分译为：研究发现LPS诱导炎症与TM3 mLCs中Aqp9表达改变、甘油通透性降低及线粒体呼吸活性受损相关；炎症刺激降低ATP生成偶联OCR，下调Star与Cyp17a1，减少睾酮产出。结果提示炎症同时扰动甘油转运、线粒体代谢与类固醇活性；AQGP介导的甘油转运改变可能参与炎症下代谢适应，但因TM3与成熟LC转录差异显著，向体内睾丸外推须审慎，后续需在原代成年LC与体内模型中厘清甘油稳态、能量代谢与激素合成的分子联结。