Galectin-3（Gal-3）抑制睾丸与附睾内T细胞驱动的炎症反应

《Cell Death & Disease》：Galectin-3 restrains T cell-driven inflammation in the testis and epididymis

　　

Galectin-3（Gal-3）是一种参与免疫调节与组织稳态的多效性分子。尽管其已被认为与生殖组织功能相关，但其在睾丸与附睾内塑造免疫细胞动态的作用仍不明确。研究人员在小鼠与人类组织中观察到，Gal-3频率与染色强度沿睾丸-附睾轴增加，尾段附睾（cauda epididymidis）中Gal-3+细胞比例最高，并可于多种小鼠免疫细胞群以及上皮细胞和生殖细胞中检出。与此分布一致，Gal-3缺陷重塑局部免疫格局，导致睾丸与尾段附睾中巨噬细胞群减少、T细胞丰度增加。在实验性自身免疫性附睾-睾丸炎（experimental autoimmune epididymo-orchitis, EAEO）模型中，Gal-3缺陷（Lgals3-/-）小鼠表现出加重的炎症、纤维化与不可逆器官损伤，同时CD45+细胞中T细胞频率升高。转录组学分析显示增强的T细胞活化特征，尤其涉及IFN-γ相关通路。功能上，Gal-3缺陷T细胞产生更多细胞因子，特别是IFN-γ；该效应在Gal-3缺陷巨噬细胞存在时进一步放大，后者获得促炎表型。综上，这些发现将Gal-3确定为睾丸与附睾中调控T细胞活性与巨噬细胞极化的关键调节因子，并对理解免疫介导的不育具有重要意义。

研究背景方面，睾丸属于免疫特许部位，可在保护自身抗原性生殖细胞免受免疫攻击的同时保留抗病原免疫能力。生殖细胞经附睾成熟与储存，睾丸-附睾轴需要精细的免疫稳态。非感染性特发性睾丸与附睾炎症是不育的重要原因，但相关免疫平衡破坏机制尚未充分阐明。先前研究已提示Gal-3参与睾丸发育、类固醇生成和精子发生，但Gal-3如何调节睾丸与附睾免疫细胞组成及炎症反应仍属空白。因此，研究人员开展本研究，以明确Gal-3在稳态与慢性炎症条件下对睾丸及附睾免疫景观的塑造作用。

本研究发表于《Cell Death & Disease》。研究人员利用野生型（WT）与Gal-3缺陷（Lgals3^-/-）小鼠，结合实验性自身免疫性附睾-睾丸炎（EAEO）模型，并纳入人类睾丸、附睾组织及公开健康成人睾丸单细胞转录组数据，系统分析Gal-3表达、免疫细胞组成、T细胞功能与巨噬细胞极化。

主要关键技术方法包括：小鼠与人类的免疫荧光与流式细胞术免疫分型；EAEO炎症模型诱导；t-SNE降维聚类分析CD45⁺免疫细胞组成；BMDM（bone marrow-derived macrophages，骨髓来源巨噬细胞）与T细胞共培养及qPCR检测基因表达；EAEO睾丸转录组学分析；人类组织LGALS3表达验证；以及重新分析公共单细胞RNA测序数据集以绘制健康人睾丸LGALS3表达图谱。人类样本来自对照及不育伴局灶性白细胞浸润患者，单细胞数据来自17至48岁可生育年龄供体。

研究结果如下。Gal-3 exhibits region-specific expression across the mouse testis and epididymis：研究人员通过免疫荧光与流式细胞术发现，Gal-3在睾丸主要见于间质细胞与部分生殖细胞，Sertoli细胞阴性；附睾中从初始段（IS）、头部（caput, CT）到体部（corpus, CS）、尾部（cauda, CD）呈近侧低、远侧高的梯度，CD上皮与间质Gal-3最强，流式证实Gal-3⁺活细胞比例沿轴递增。

Gal-3 is preferentially expressed in immune, germ and epithelial cells in the testis and epididymis：高维流式显示，髓样细胞Gal-3表达高于淋巴样细胞；树突状细胞几乎全阳性，巨噬细胞与单核在睾丸最高，附睾巨噬细胞Gal-3从近到远递增；后期生殖细胞与附睾上皮细胞也表达Gal-3，说明Gal-3具细胞类型与区域特异性。

Gal-3 deficiency alters the immune cell composition in the testis and epididymis：Lgals3^-/-小鼠大体结构未变，但CD总CD45⁺细胞减少；t-SNE显示睾丸、IS与CD巨噬细胞比例下降，T细胞比例相对上升，说明Gal-3维持巨噬细胞-T细胞平衡。

Gal-3 deficiency reshapes macrophage and T cell subpopulations in a region-specific manner：按CD206与MHCII分层，Lgals3^-/-睾丸与CD中CD206⁺MHCII^-巨噬细胞减少、CD206^-MHCII⁺增加；CD4⁺CD8^-CD3⁺ T细胞在CD增多，表明亚群改变具区域特异性。

Gal-3 regulates immune and tissue responses during testicular inflammation：EAEO下WT睾丸Gal-3在活细胞上调，免疫细胞内分布于受损小管与间质；Lgals3^-/- EAEO中CD45⁺增幅较弱但CD4⁺ T细胞扩张更明显，转录组见应激、I型/II型干扰素信号、抗原提呈与纤维化基因上调，生殖细胞丢失、胶原沉积增加，提示Gal-3缺失致免疫激活与组织损伤加剧。

Gal-3 deficiency alters immune cell composition in the cauda epididymidis during EAEO：EAEO时CD免疫簇显著；Lgals3^-/- CD中CD4⁺ T细胞选择性增加，CD206⁺巨噬细胞亚群下降，显示炎症下尾段附睾巨噬细胞-T细胞轴失衡。

Gal-3 deficiency enhances T cell cytokine responses and promotes pro-inflammatory macrophage polarization in co-culture：脾源CD3⁺ T细胞实验中，Lgals3^-/- T细胞IFN-γ、TNF、IL-17A产生增加；与Lgals3^-/- BMDM共培养进一步放大CD8⁺ T细胞IFN-γ，巨噬细胞促炎基因Tnf、Inhba、Nos2、H2-Ab1、Il18上调且Mrc1下调，表明Gal-3缺失增强T细胞反应并推动巨噬细胞促炎极化。

Gal-3 displays a conserved expression pattern in human testis and cauda epididymidis and is upregulated in inflamed human testis：人睾丸Sertoli细胞也表达LGALS3，LGALS3 mRNA在CS、CD高于睾丸；不育炎症睾丸中Gal-3⁺免疫细胞定位于受损小管与间质；人睾丸单细胞图显示LGALS3见于Sertoli细胞、巨噬细胞、T细胞、Leydig细胞、管周细胞等，跨物种免疫细胞中Gal-3表达保守。

讨论部分总结：研究人员指出，Gal-3在雄性生殖道具区域梯度，睾丸以免疫细胞与生殖细胞为主，附睾远段上皮与免疫细胞高表达，可能参与精子成熟、储存及抗上行病原免疫监视。Gal-3缺失使巨噬细胞减少、T细胞增多，机制上Gal-3可通过适配蛋白互作、限制TCR（T cell receptor，T细胞受体）迁移、提高活化阈值和促进TCR内化而抑制T细胞过度活化。共培养与体内EAEO均表明，Gal-3缺失增强IFN-γ轴并促使巨噬细胞向促炎表型转变，从而加重纤维化与生殖细胞损伤。

研究结论部分翻译：这些发现确定Gal-3为睾丸与附睾中T细胞活性及巨噬细胞极化的关键调节因子，在稳态与炎症条件下均具重要作用，并为理解免疫介导男性不育提供了跨物种证据：Gal-3通过抑制T细胞驱动炎症、维持抗炎/免疫抑制性巨噬细胞状态，保护睾丸与附睾组织完整性；其缺陷会导致CD4⁺/CD8⁺ T细胞反应增强、巨噬细胞促炎极化、EAEO中纤维化与不可逆器官损伤加重，因而Gal-3是雄性生殖道免疫稳态的核心负向调节分子。