纤毛/鞭毛内运输机制(IFT)在纤毛/鞭毛形成中发挥非常保守的作用,精子尾部鞭毛轴丝的发育与纤毛形成类似,均由纤毛内运输调控.在所有哺乳动物细胞中,精子尾部含有的鞭毛最长,但目前极少有研究关注IFT在精子鞭毛形成中的作用及其机制.本文将讨论精子发生过程中IFT的作用及其在调控男性生殖健康中的重要性.

纤毛/鞭毛是真核生物细胞表面伸出的进化保守的细胞器,独特的位置和特性使它们在细胞运动和信号传递等生命过程发挥重要作用.哺乳动物纤毛/鞭毛的组装和维持都依赖纤毛/鞭毛内运输(intraflagellar transport,IFT).IFT是由IFT复合体A和复合体B在驱动蛋白或马达蛋白驱动下的双向运输系统.该过程可将货物蛋白在胞体的合成位点与纤毛/鞭毛尖端的装配位点之间进行运输.鞭毛是哺乳动物精子产生动力的特异性细胞器,其完整性对精子正常功能至关重要.近年来研究表明,IFT在哺乳动物精子鞭毛形成和雄性生殖能力方面必不可少.本文对参与IFT的蛋白在精子鞭毛形成中的作用和机制进行了综述,以探讨其在男性不育症中的发病机制,为不育症的诊断和治疗提供理论基础.

目的 探讨高龄妊娠子代脑海马星形胶质细胞和神经元初级纤毛与凋亡的变化情况以及LKB1/AMPK通路在其中的作用.方法 采用12月龄SD雌鼠与3月龄SD雄鼠交配产下子代作为高龄(advanced maternal age,AMA)组,3月龄SD雌鼠与3月龄SD雄鼠交配产下子代作为适龄(control,Ctl)组,于生后第14、28、60天(P14、P28、P60)对两组(各时间点每组14只,均雌雄各半)进行下列研究:苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色和尼氏染色观察海马神经元形态、数量及其内部尼氏体的变化;免疫荧光检测海马初级纤毛标志物抗ADP核糖基化因子相似蛋白-13B(anti-ADP-ribosylation factor-like protein 13B,ARL13B)表达,Western blot 检测海马鞭毛内运输蛋白 88(intraflagellar transport 88,IFT88)表达,评估初级纤毛发生功能变化;TUNEL染色及Western blot检测促凋亡基因Bax表达蛋白(BAX)、抑凋亡基因Bcl-2表达蛋白(BCL-2)水平,观察海马内细胞凋亡变化;Western blot检测肝脏激酶B1(liver kinase B1,LKB1)、单磷酸腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)及其对应的磷酸化蛋白表达水平,评估LKB1/AMPK通路变化.结果 与Ctl组相比:HE染色、尼氏染色结果显示,AMA组在P14时海马神经元数量明显减少(P＜0.05),AMA组在各时间点海马神经元形态和尼氏体数量、形态均存在异常变化;AMA组ARL13B阳性细胞发生率在P14(P＜0.05)和P28(P＜0.001)时均显著下降,ARL13B长度在P14和P28显著缩短(P均＜0.05),同时,AMA组IFT88蛋白表达在P14时明显下降(P＜0.01);TUNEL染色发现AMA组在P14时海马内细胞凋亡率明显增高(P＜0.05);Western blot结果显示AMA组在P14时BAX蛋白表达显著升高(P＜0.001),BCL-2蛋白表达显著降低(P＜0.01);AMA组在P14时磷酸化LKB1表达明显下降(P＜0.05),磷酸化AMPK表达水平在P28和P60时明显升高(P均＜0.01),磷酸化mTOR表达在P60时明显下降(P＜0.05).结论 高龄妊娠子代幼年期脑海马存在神经元损伤、初级纤毛发生缺陷和生长功能抑制,以及凋亡异常激活,同时高龄妊娠子代脑海马星形胶质细胞和神经元初级纤毛调控的LKB1/AMPK通路在各年龄期均存在异常活化.