促卵泡激素对睾丸支持细胞胶质细胞源性神经营养因子表达调节的机理研究

如何恢复化疗睾丸损伤患者的生育力是肿瘤治疗学需要解决的问题。研究发现，多数损伤睾丸中依然残存部分精原干细胞。如能使这些干细胞恢复自我增殖和分化，将为生育力的恢复带来希望。胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）由睾丸支持细胞（Sertoli细胞）合成，具有促进精原干细胞自我增殖的作用。本题前期研究发现，降低促卵泡激素（FSH）浓度，可使睾丸精原细胞数量减少并伴有GDNF表达下调。但是FSH通过何种机理调控Sertoli细胞合成GDNF还没有阐明。本题拟在前期发现的基础上，通过体外和体内实验，研究FSH对Sertoli细胞合成GDNF的影响，并探索Sertoli细胞内cAMP/PKA，MAPKs和PI3K信号通路变化与GDNF表达的关系。同时使用化疗睾丸损伤模型，进一步验证FSH干预对GDNF表达和精原干细胞增殖的作用。为深入理解精原干细胞增殖和分化以及化疗睾丸损伤患者生育力恢复提供实验依据。

GDNF是由睾丸Sertoli细胞分泌，其作用于精原干细胞促进精原干细胞的自我增殖，来维持精原干细胞数量，以保证精子发生的持续进行，是男性生育力的基础。在化疗损伤的睾丸中，残存有精原干细胞，但是残存的精原干细胞不能进行正常的增殖和分化，从而使精子发生出现障碍，生育能力减退。因此，如能探明Sertoli细胞GDNF表达的调控机理，从而使GDNF表达增加，则有望恢复化疗损伤睾丸的精子发生功能。本课题从自然生长状态，细胞层次和睾丸损伤动物模型三个层面，研究了调节Sertoli细胞的因素，重点是FSH和睾酮调节GDNF表达的机理。已完成研究内容，取得的成果简述如下。一是在自然生长过程中，大鼠睾丸GDNF的表达具有时相性，成年睾丸中，GDNF的表达具有阶段（stage）特异性。在14天的大鼠睾丸Sertoli细胞开始明显表达GDNF，表达于Sertoli细胞质中，成年阶段的睾丸Sertoli细胞，GDNF持续表达；在成年睾丸中，GDNF表现为阶段（stage）性表达，在StageVII-VIII，表达水平最低。这一结果说明，精原干细胞的自我增殖现象，也存在生精上皮阶段特异性。二是FSH可通过ERK1/ERK2和PKA信号通路促进原代培养的Sertoli细胞GDNF的表达。三是双氢睾酮可促进原代培养的Sertoli细胞GDNF的表达，其机理是激活ERK1/ERK2信号通路。FSH 和DHT 共同作用时，两者在促进GDNF表达方面发挥协同作用。四是使用环磷酰胺短期染毒大鼠，睾丸化疗损伤后，GDNF表达减少，精原细胞数量减少，精子产量下降。说明精原干细胞自我增殖受到影响。以上的这些结果说明，精原干细胞自我增殖调节因子GDNF在睾丸中的表达具有时相性和生精上皮阶段特异性；与精子发生密切相关的FSH和睾酮，都是Sertoli细胞GDNF表达的促进因素，通过激活Sertoli细胞内的ERK1/ERK2和PKA信号通路促进GDNF的表达；在睾丸化疗损伤时，GDNF的表达减少，提示精原干细胞的自我增殖受损；FSH和睾酮由于具有促进GDNF表达的作用，可能成为恢复化疗损伤睾丸精子发生的手段之一。