表皮生長因子對睪丸組織結(jié)構(gòu)和功能影響的研究進(jìn)展

萬雙秀

(菏澤學(xué)院動(dòng)物科學(xué)系,山東 菏澤 274015）

表皮生長因子(epidermal grow th factor,EGF）是一種由53個(gè)氨基酸組成的單鏈多肽類生長因子,是Cohen繼神經(jīng)生長因子(NGF）之后偶然發(fā)現(xiàn)的。它通過與細(xì)胞膜上的表皮生長因子受體(EGF-R）結(jié)合,誘發(fā)EGFR胞內(nèi)酪氨酸激酶區(qū)自身磷酸化,引起細(xì)胞內(nèi)三磷酸肌醇和二脂酰甘油增多,作為第二信使引起細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+增多,激活蛋白激酶C和環(huán)腺苷酶,改變細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu),使細(xì)胞分化、分裂和增殖。許多研究表明,EGF對雄性的生殖功能有顯著的調(diào)控作用,總結(jié)如下。

1 EGF在睪丸組織的表達(dá)

Stubbs[1]等人首次用生化和免疫組化方法檢測了EGF-R在小鼠睪丸中的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在間質(zhì)組織中有陽性反應(yīng),曲細(xì)精管不表達(dá)EGF-R。Suarez-Quian[2]等人用免疫細(xì)胞化學(xué)法在成熟和未成熟大鼠及未成熟猴的支持細(xì)胞(sertoli cell）上檢測到了EGF-R的表達(dá),成熟大鼠的間質(zhì)細(xì)胞(Leydig cell）上也有少量的表達(dá)。我國的Yan等[3]用 RT-PCR技術(shù)檢測到睪丸中存在EGF m RNA,這證實(shí)睪丸能合成及分泌EGF,但是對睪丸中何種細(xì)胞能合成EGF,不同的試驗(yàn)和不同的物種,其結(jié)果不盡相同。孫亞平等[4]用鼠抗人EGF單克隆抗體檢測人、大鼠、小鼠睪丸的EGF細(xì)胞分布,結(jié)果表明,EGF主要表達(dá)于人、大鼠、小鼠睪丸的間質(zhì)細(xì)胞,在進(jìn)入性成熟期后,偶有精原細(xì)胞、精母細(xì)胞、圓形精子細(xì)胞和管周細(xì)胞表達(dá)EGF,支持細(xì)胞沒有表達(dá)。何為民等[5]的研究也發(fā)現(xiàn),在不同的生精周期各級生精細(xì)胞依次出現(xiàn)不同的EGF-R表達(dá)。Skinner等研究發(fā)現(xiàn),支持細(xì)胞及管周細(xì)胞無EGFm RNA,這說明這兩種細(xì)胞無合成EGF的能力。但還有些研究顯示支持細(xì)胞亦表達(dá)EGF。Radhakrishnan等[16]的研究也表明,EGF前體只表達(dá)于粗線期的精母細(xì)胞和圓形精子細(xì)胞,而成熟的EGF可見于減數(shù)分裂后的生精細(xì)胞和支持細(xì)胞。那么支持細(xì)胞的EGF陽性表達(dá)可能是由于EGF結(jié)合到支持細(xì)胞所致。

2 EGF對睪丸組織支持細(xì)胞的作用

EGF與上的EGF-R結(jié)合,使受體上的酪氨酸蛋白激酶磷酸化,繼而引起支持細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列變化。首先,EGF能夠抑制支持細(xì)胞中芳香化酶的活性,芳香化酶在FSH作用下將來自間質(zhì)細(xì)胞的睪酮轉(zhuǎn)化為雌二醇,EGF則抑制這一過程,維持局部高濃度的睪酮,這對精子發(fā)生有促進(jìn)作用,支持細(xì)胞分泌雌激素的量與年齡有關(guān),幼年及老年雄性分泌的雌二醇較多,青春期較少,這與EGF的分泌是否相關(guān)尚未見報(bào)道;其次,EGF可促進(jìn)支持細(xì)胞中乳酸脫氫酶A 4m RNA轉(zhuǎn)錄過程,加強(qiáng)乳酸脫氫酶A 4 m RNA的表達(dá)及蛋白合成,提高胞內(nèi)乳酸脫氫酶A 4的水平,而且EGF還可影響糖代謝中的其他參數(shù),因此,EGF在睪丸細(xì)胞的能量代謝過程中起著一定意義;再次,EGF雙向調(diào)節(jié)支持細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)鐵蛋白[6],轉(zhuǎn)鐵蛋白分泌出來后被轉(zhuǎn)運(yùn)到生精細(xì)胞以調(diào)節(jié)精子發(fā)生;另外,EGF尚可刺激支持細(xì)胞合成乳酸鹽。

3 EGF對睪丸組織間質(zhì)細(xì)胞的作用

EGF還可影響分泌睪酮的能力。間質(zhì)細(xì)胞利用血膽固醇或乙酸鹽,在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體及微體中經(jīng)一系列酶促反應(yīng)形成 Δ5-孕烯醇酮,然后在此基礎(chǔ)上合成雄激素。首先,EGF能夠提高線粒體中細(xì)胞色素P450對膽固醇底物的利用;其次,EGF能夠增加3β-羥甾脫氫酶的活性,顯著促使 Δ5-孕烯醇酮轉(zhuǎn)化為孕酮,促進(jìn)睪酮合成[7]。此外,EGF能夠刺激碳21-類固醇(包括孕酮、17-羥孕酮）和碳19-類固醇(包括雄烯二酮、睪酮）的合成。因此,EGF對睪酮的合成具有促進(jìn)作用,但也有一些學(xué)者認(rèn)為EGF阻止碳21-類固醇轉(zhuǎn)化為碳19-類固醇,抑制睪酮合成。Liu[8]等人也曾報(bào)道切除頜下腺的小鼠睪丸組織間及血清中睪酮可升高2～6倍,給予外源性EGF則可恢復(fù)正常。另有試驗(yàn)證明,間質(zhì)細(xì)胞瘤的克隆片MA-10上表達(dá)人HCG和小鼠 EGF的受體,人HCG促使MA-10合成類固醇,而小鼠EGF顯著減少HCG受體,降低類固醇的合成[9],但大多數(shù)學(xué)者傾向于前一種認(rèn)識。

4 EGF對睪丸激素合成的影響

目前EGF促睪酮合成的機(jī)制認(rèn)為有:第一,EGF促進(jìn)下丘腦促性腺激素釋放激素(GnRH）分泌或直接刺激垂體前葉 LH的分泌[10-11]。第二,EGF提高線粒體中細(xì)胞色素酶P450對膽固醇底物的利用及 3β-類固醇脫氫酶(3β-HSD）活性,抑制hCG誘導(dǎo)的脫氫表雄酮、孕烯醇酮的積累,促進(jìn)兩者向睪酮的轉(zhuǎn)化[12]。缺乏EGF將導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞中睪酮合成相關(guān)酶活性降低,脂類堆積,睪酮合成能力降低[13]。第三,EGF提高甾體合成急性調(diào)節(jié)蛋白(StARP）水平,促進(jìn)線粒體內(nèi)膽固醇的轉(zhuǎn)運(yùn)。EGF對 StARP的調(diào)節(jié)亦呈時(shí)間-劑量-效應(yīng)關(guān)系[14]。

5 EGF對生精功能的影響

EGF作為促細(xì)胞分裂劑也作用于精子發(fā)生上。切除頜下腺的小鼠血清中EGF含量迅速下降,術(shù)后3周,附睪中精子數(shù)量可下降 30%,4周后下降55%,睪丸中精母細(xì)胞增多,精細(xì)胞減少,給予外源性EGF則可糾正上述情況[15],表明EGF與精子發(fā)生有關(guān),并且作用于精子發(fā)生的減數(shù)分裂時(shí)相。精子發(fā)生受多種激素的調(diào)控,過去認(rèn)為FSH及睪酮是影響生精功能的主要因素,近來的研究認(rèn)為EGF在精子發(fā)生過程中同樣起著不可忽視的作用,在下丘腦-垂體-睪酮軸影響精子發(fā)生的同時(shí),體內(nèi)也可能存在睪丸-頜下腺調(diào)節(jié)生精功能[15-16]。EGF調(diào)節(jié)精子發(fā)生的機(jī)制可能通過調(diào)節(jié)支持細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)鐵蛋白而起作用的。支持細(xì)胞能分泌一種生長因子,該因子受 FSH、T和視黃酮調(diào)節(jié),能夠阻止 EGF與EGF-R結(jié)合,抑制精子發(fā)生。也有人認(rèn)為EGF可以抑制精子發(fā)生。由FSH、FSH+視黃醇或FSH+胚球蛋白培育的A型精原細(xì)胞,當(dāng)加入EGF時(shí),A型精原細(xì)胞數(shù)量可減少。另一方面,EGF可刺激單獨(dú)由胚球蛋白培育的A型精原細(xì)胞分化,但不影響由視黃醇培育的A型精原細(xì)胞的分化。因此,EGF抑制生精細(xì)胞的分化是通過阻斷FSH這一途徑來實(shí)現(xiàn)的,可見,EGF對精子發(fā)生具有正反二方面的調(diào)節(jié)作用。

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