清華新聞網(wǎng)8月19日電 過(guò)去40多年間，全球男性精子數(shù)量下降了超過(guò)50%，男性不育已經(jīng)成為嚴(yán)峻的公共健康問(wèn)題，影響多達(dá)15%的育齡夫婦。其中，無(wú)精子癥（精液中完全沒(méi)有精子）是最嚴(yán)重的類(lèi)型之一，非梗阻性無(wú)精子癥（NOA）占無(wú)精子癥的大多數(shù)，其特點(diǎn)是睪丸生精功能衰竭，但臨床誘因復(fù)雜且大多病因未明。在分子水平上，人們對(duì)其了解極為有限。與此同時(shí)，隨著年齡增長(zhǎng)，睪丸衰老也會(huì)導(dǎo)致精子生成減少和男性生育力下降，但是人們對(duì)于二者之間是否存在共同的細(xì)胞分子機(jī)制一直不清楚。
8月14日，清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院王曉東團(tuán)隊(duì)與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院田龍團(tuán)隊(duì)合作，在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）在線(xiàn)發(fā)表題為“應(yīng)激顆粒介導(dǎo)的ZBP1激活驅(qū)動(dòng)非阻塞性無(wú)精子癥和睪丸衰老的壞死細(xì)胞死亡”（Stress granule-mediated ZBP1 activation drives necroptotic cell death in non-obstructive azoospermia and testicular aging）的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)，NOA和睪丸衰老均由應(yīng)激顆粒介導(dǎo)、依賴(lài)ZBP1–RIPK3–MLKL的細(xì)胞程序性壞死通路驅(qū)動(dòng)，這一通路是導(dǎo)致男性生殖功能衰退的重要機(jī)制。
研究團(tuán)隊(duì)收集了50例NOA患者（特發(fā)性40例、隱睪10例）和17例睪丸扭轉(zhuǎn)患者作為對(duì)照，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞程序性壞死標(biāo)志物p-MLKL發(fā)現(xiàn)，所有NOA患者的生精小管中均有p-MLKL表達(dá)（100%），而對(duì)照組完全沒(méi)有（0%）。進(jìn)一步分析表明，NOA患者的精原細(xì)胞和支持細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞程序性壞死，而間質(zhì)細(xì)胞未見(jiàn)此現(xiàn)象。這種死亡方式不依賴(lài)傳統(tǒng)的RIPK1，而是通過(guò)ZBP1–RIPK3–MLKL通路完成。
成熟睪丸位于比體溫低2–4℃的陰囊中以保障精子生成。研究發(fā)現(xiàn)，隱睪患者的p-MLKL信號(hào)更強(qiáng)，提示較高溫度可能促進(jìn)程序性壞死。體外實(shí)驗(yàn)中，高溫本身不足以誘導(dǎo)壞死，必須配合IFN-β預(yù)處理才能在精原細(xì)胞、支持細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中觸發(fā)顯著的細(xì)胞程序性壞死；敲除Zbp1或Ripk3可完全阻斷這一過(guò)程。
機(jī)制研究顯示，應(yīng)激狀態(tài)下細(xì)胞質(zhì)中形成的應(yīng)激顆粒會(huì)招募ZBP1與RIPK3，二者通過(guò)RHIM結(jié)構(gòu)域相互作用并激活下游MLKL，最終破壞細(xì)胞膜。敲除應(yīng)激顆粒核心蛋白G3BP1/2可阻斷應(yīng)激顆粒組裝并抑制壞死發(fā)生。熱應(yīng)激會(huì)觸發(fā)eIF2α激酶（尤其是GCN2和PKR）激活，從而驅(qū)動(dòng)應(yīng)激顆粒形成并啟動(dòng)ZBP1–RIPK3通路。
在30例老年男性（59–89歲）睪丸組織中，研究檢測(cè)到與NOA相同的分子特征：p-MLKL信號(hào)、應(yīng)激顆粒標(biāo)志物及上游eIF2α激酶激活，表明這一壞死通路不僅存在于病理性不育中，也參與了生理性睪丸衰老過(guò)程。
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院雷洪恩博士與維泰瑞隆（北京）生物科技有限公司李典镕博士為論文共同第一作者，清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院研究員王曉東、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院田龍博士和李典镕為論文共同通訊作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院及北京生命科學(xué)研究所的資助，并依托維泰瑞隆研究平臺(tái)完成。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2514837122
供稿：生物醫(yī)學(xué)交叉研究院
編輯：李華山
審核：郭玲
