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目的: 睾丸间质干细胞(Stem Leydig cell,SLC)的发育受多种调节因子的影响,但目前其发育调节机制尚不清楚。大鼠 SLC 含高表达甲状腺旁腺激素受体 1 (PTH1R),一旦分化到间质细胞(Leydig cell,LC)系,该受体表达降到低水平,提示PTH1R可能调节SLC发育。本文探讨了PTH1R的配体甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)对 SLC 增生和分化的影响,并对其作用机制进行了深入的研究,旨在为SLC移植技术应用于治疗男性性功能低下症提供科学依据。 方法: 1.PTHrP体外实验:取成年(60日龄)雄性SD大鼠,经一次腹腔注射乙烷二甲烷磺酸(EDS,75 mg/kg)以彻底消除睾丸间质细胞(LC),注射后第4天处死大鼠,取睾丸,分离曲细精管,将曲细精管用SLC分化诱导剂(LDM培养基,含LH+Li)处理,并用0、10、100、1000pg/mL的PTHrP共处理3周,取培养基,采用化学发光法测睾酮;收集部分曲细精管提取RNA进行QPCR,测量LC的表达基因Lhcgr、Scarb1、Star、Cyp11a1、Hsd3b1、Cyp17a1、Hsd17b3和Hsd11b1的水平;收集部分曲细精管提取蛋白进行Western blot(WB),测量CYP11A1、CYP17A1、17β-HSD3、11β-HSD1 和 STAR 等 LC 蛋白水平。采用PKA拮抗剂(H-89)和PKC拮抗剂(U73122)与PTHrP共处理,探讨PTHrP作用机制。另外取曲细精管用0、10、100、1000pg/mL的PTHrP处理5天后,进行EdU掺入,测量SLC的增殖情况。 2.PTHrP体内实验:取18只成年(60日龄)雄性SD大鼠,腹腔注射EDS (75mg/kg)后,随机分为3组:0(生理盐水组)、10 ng/睾丸PTHrP组、100ng/睾丸PTHrP组,每组6只。从EDS第7天开始,每天睾丸内注射生理盐水或PTHrP (50?L),共21天。EDS后第28天处死大鼠,取血清,采用化学发光法测量血清睾酮,ELISA法测量血清LH水平。取睾丸称重,一只睾丸冰冻,一半组织提取RNA,QPCR法测量LC基因Lhcgr、Scarb1、Star、Cyp11a1、Hsd3b1、Cyp17a1、Hsd17b3、Srd5a1和Hsd11b1的表达;另一半组织提取蛋白,WB法测量LC蛋白LHCGR、CYP11A1、11β-HSD1、CYP17A1、SCARB1、STAR、CREB和p-CREB的表达水平;另一只睾丸用Bouin’s液固定,石蜡切片,免疫组织化学染色后期阶段LC生物标记11?-羟基类固醇脱氢酶1(11β-HSD1)和所有LC生物标记胆固醇侧链裂解酶(CYP11A1),测量 LC 的数量、大小、胞核大小、胞浆大小和它们的蛋白密度;部分切片进行免疫荧光共染色LC生物标记CYP11A1和增殖标记蛋白PCNA,测量LC细胞的增殖情况。 结果: 1.体外实验显示,LDM(含 LH+Li)培养 3周后,曲细精管表面出现大量CYP11A1阳性LC细胞,且培养基睾酮水平明显增加。不同浓度PTHrP与LDM共培养后,PTHrP 剂量依赖性地增高培养基睾酮水平,以 PTHrP(1000pg/mL)组睾酮水平最高,与对照组比较差异具有显著地统计学意义(P <0.01 )。1000pg/mL的PTHrP与H-89或U73122共处理发现,H-89或U73122单独处理时,睾酮水平与对照组无统计学差异(P >0.05),但H-89或U73122与PTHrP共培养明显逆转PTHrP的作用(P<0.01)。QPCR结果显示,100pg/mL的PTHrP明显上调 Star 的表达(P <0.05),1000pg/mL 的 PTHrP 明显上调 Cyp17a1 和Hsd17b3的表达(P<0.01),但PTHrP不影响Lhcgr、Scarb1、Cyp11a1、Hsd3b1和Hsd11b1的表达。WB结果进一步验证,100pg/mL的PTHrP明显增加STAR蛋白水平(P<0.01),1000pg/mL的PTHrP明显增加CYP17A1和17β-HSD3蛋白水平(P<0.05)。PTHrP(1000pg/mL)处理5天后,未增加EdU掺入率,提示PTHrP不影响SLC增殖。 2.体内实验表明,PTHrP不影响大鼠体重及睾丸重量。与对照组比较,PTHrP ( 100ng/睾丸)明显增加血清睾酮水平( P <0.05 ),但不影响血清 LH 水平(P>0.05)。QPCR结果显示,PTHrP(100ng/睾丸)明显增加LC特异基因Lhcgr和Cyp11a1的表达。PTHrP剂量依赖性地增加CYP11A1标记的LC大小和胞质大小,以PTHrP(100ng/睾丸)组LC细胞体积和胞质体积最大(P <0.01)。半定量分析 CYP11A1 和 11β-HSD1 标记的 LC 细胞密度显示, CYP11A1 和11β-HSD1的密度呈PTHrP剂量依赖性增加,与对照组比较差异具有显著地统计学意义(P<0.05),提示PTHrP诱导LC分化。体内WB数据显示,PTHrP(100ng/睾丸)明显增加LHCGR、CYP11A1、11?-HSD1、CYP17A1、SCARB1、CREB和p-CREB蛋白的表达量,且p-CREB/CREB水平也较对照组高,与对照组比较差异具有显著地统计学意义(P <0.05),提示PTHrP通过PKA-CREB信号通路增加p-CREB水平而调节SLC分化。PTHrP不影响CYP11A1和11?-HSD1阳性LC细胞数,PTHrP也不增加CYP11A1-PCNA率,提示PTHrP不影响LC增生。 结论: PTHrP刺激SLC的分化,但对SLC增殖无影响。PTHrP这一作用机制可能是通过介导PKA-CREB信号通路而实现的。