发现Eif2s3y通过调节Adamts5减轻LPS诱导的睾丸损伤并维持精子发生

调查发现，全世界共有1.86亿人患有不孕症，不孕不育已成为影响人类健康和幸福的全球性健康问题。由细菌或病毒感染引起的生殖系统炎症性疾病占男性不孕症的15%，是不育症的主要原因。布鲁氏菌、结核分枝杆菌、寨卡病毒、冠状病毒等重大人畜共患病原体通常可在雄性哺乳动物的生殖系统中导致睾丸炎和附睾炎，造成不育，引起家畜繁殖障碍。目前睾丸炎和附睾炎的治疗主要包括抗生素或辅助生殖技术，但尚未建立标准化的治疗方案，在临床与生产实践和生物育种中，我们需要新的策略来治疗生殖系统炎症性疾病引起的不育症或繁殖障碍。

革兰氏阴性菌是引起雄性哺乳动物生殖系统炎症性疾病的主要病原体之一，其主要通过细菌细胞壁中的LPS刺激睾丸炎症。睾丸中的先天免疫屏障产生多种因子来对抗LPS攻击和清除病原体。然而，过度的免疫反应会引起睾丸中的炎性细胞因子风暴，严重时无法产生精子。

Eif2s3y是位于雄性Y染色体短臂上的基因，对于雄性哺乳动物SSCs的增殖和减数分裂至关重要。研究表明，Eif2s3y和性别决定基因Sry可以替代整个Y染色体，完成睾丸发育和精子发生。通过睾丸输出管慢病毒注射将Eif3s2y超表达慢病毒颗粒注射到性成熟小鼠的生精小管中。术后3周，将LPS腹腔注射到小鼠体内以建立睾丸炎症模型。48小时后，收集小鼠的睾丸样本。HE染色表明OEEif3s2y组与对照组之间存在显著差异，OEEif3s2y组小鼠的睾丸表现出比对照组小鼠更规则的生精小管结构。转录组测序分析表明，OEEif3s2y组较对照组，有2264个上调的差异表达基因，其中166个与精子发生有关，68个差异基因与鞭毛精子运动性相关，60个差异基因与配子生成相关，69个差异基因与精子发育相关。实时荧光定量PCR和蛋白质印迹检测OEEif3s2y组中Dazl、Sycp3、Acrosin和Prm1的水平，其较对照组都呈现显著上调趋势。结果表明，Eif2s3y可以保护雄性生殖细胞免受LPS攻击，并维持精子发生。

图1 在睾丸暴露于LPS后，Eif2s3y的过表达挽救了精子的发生。

进一步研究发现Eif3s2y是通过负调节Adamts5（一种含有血小板反应蛋白-1基序的崩解素和金属蛋白酶，Adamts5）减轻LPS感染引起的小鼠睾丸损伤。Adamts5是一种与雄性生殖相关的重要分子。无精子症患者Sertoli细胞中ADAMTS5浓度降低。然而，Adamts5影响雄性生殖的机制仍然大多未知。

同时，发现Eif2s3y和ADAMTS5与睾丸微环境的稳态有关。检测了炎症信号通路TLR4/NFκB相关基因的表达，qRT-PCR分析显示，与对照组相比，OEEif2s3y和ADAMTS5抑制剂组睾丸中Tlr4、Myd88、Traf6和Nfκb的基因表达水平显著下调。表明：Eif2s3y通过负调控ADAMTS5减轻LPS对睾丸的损伤。

图2 Eif2s3y通过负向调节Adamts5减轻lps诱导的雄性生殖细胞损伤。

文章结论与讨论，启发与展望

Eif2s3y在LPS攻击下能维持精子发生，因为它能够降低Adamts5活性。Adamts5在细胞外被激活并降解和重塑细胞外基质。首次报道了Adamts5在调节睾丸炎症反应维持睾丸的免疫稳态中的功能。Eif2s3y在体内和体外均表现出对Adamts5的显著抑制特性。因此， Eif2s3y对LPS的抵抗可能是对睾丸ECM稳定性的保护作用。ECM是细胞微环境的一部分，形成物理支架，为细胞提供生理位置，同时ECM也是细胞间各种生化反应和信号转导所必需的关键，同时与免疫系统是相互依存。研究为对抗感染引起的睾丸炎症、繁殖障碍疾病防控和抗病育种提供了新的视角和模型。