睾丸间质细胞的研究进展_杨建英

󰀁2093󰀁

睾丸间质细胞的研究进展

杨建英

1

1*

(综述),张勇法

2

2

,乔晓岚

1

(审校)

(河南科技大学医学技术与工程学院,食品与生物工程学院,河南洛阳471003)

中图分类号:R329.2󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1006-2084(2009)14-2093-02

󰀁󰀁摘要:睾丸间质细胞是合成和分泌雄激素(睾酮)的主要场所,大约95%的雄激素是由它合成和分泌的,对间质细胞的研究是所有有关男性生殖及内分泌研究中无法回避的问题。睾丸间质细胞在医学、生物学等领域研究较多,如睾丸间质细胞的各种生物学特性、进行同种异体移植以补充体内雄激素水平来治疗中老年男性雄激素部分缺乏症及其在生殖方面的其他作用等。本文对近年来睾丸间质细胞的研究进展予以综述。

关键词:睾丸间质细胞;医学;生物学

ResearchProgressofLeydigCells󰀁YANGJian-ying1,ZHANGYong-fa2,QIAOXiao-lan1.(1.CollegeofMedicalTechnologyandEngineering,2.CollegeofFood&Bioengineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China)

Abstract:Leydigcellswerethemainsitetothesynthesisandsecretionofandrogen(testosterone),a-bout95%oftheandrogenweresynthesizedandsecretedbyit,thestudyofinterstitialcellswerethatallthemalereproductiveandendocrinestudiescannotevade.ResearchofLeydigcellsinthefieldofmedicineandbiologyweremore,suchasbiologicalcharacteristicsoftheLeydigcells,allogeneilgrafttosupplytheandro-genlevelsinelderlymentotreatpartialandrogendeficiencyanditsotherreproductiverole.Thispaperrew-iewedtherecentprogressofLeydigcellsafteragreatdealofrelatedliterature.

Keywords:Leydigcells;Medicine;Biology

甲基亚砜的冻存液能保持

LCs解冻后的生物学功能。1.3󰀁LCs移植研究进展󰀁近年来,关于睾丸间质细胞的移植报道较多,尤其是同种异体移植,已取得一定的

[6]

成果。如Lo等以促黄体素受体剔除小鼠为动物模型,经睾丸间质干细胞移植后,外周血液中睾酮浓度显著升高,最终维持在正常水平,使睾酮缺失得以恢复。

󰀁󰀁睾丸间质细胞(LeydigCells,LCs)也称睾丸间隙细胞,分布于生精小管之间的疏松结缔组织中,其含

[1]

量占睾丸细胞数量的2%~4%。其主要功能是分泌睾酮,分泌活动受丘脑下部、垂体及自身的调节。

[1]

动物体内95%左右的睾酮是LCs分泌的。睾酮被运输到身体各处的靶器官,通过与受体结合发挥重

[2]

要的生理功能。1󰀁LCs分离纯化、培养、保存及医学应用1.1󰀁LCs的分离纯化与体外培养󰀁LCs存在于曲细精管间的结缔组织中,一般采用胶原酶和胰蛋白酶进行消化,再通过物理和化学方法进行分离:󰀁将消化出的总细胞用60󰀁m的尼龙滤网过滤;󰀁用Per-coll梯度离心法对其进行纯化;󰀁利用细胞在介质中的沉降速率差别分离。LCs的培养液一般使用含各种氨基酸和葡萄糖的培养基(dulbecco󰀁smodifiedea-glemedia-nutrientmixtureF12,DMEM-F12),在34󰀁、5%CO2、95%空气和96%湿度的培养箱培养,在贴壁后用3󰀁-羟类固醇脱氢酶对其进行特异性纯度[3]

鉴定。1.2󰀁LCs的保存和功能延续󰀁在间质细胞的长时间培养和长期保存中,存在睾酮分泌功能减退甚至丧

[4]

失的缺陷。间质细胞生物学功能得以保存是其体

[5]

外培养传代的关键。Chen等研究发现含15%二

基金项目:河南科技大学博士科研启动基金(09001285);河南科技大学科学研究基金(2008ZY052)

孙祥宙等利用中老年部分性雄激素缺乏综合征大

鼠为动物模型,LCs移植后,血睾酮显著升高,最终维持在成年大鼠的正常水平。为了防止移植后发生免疫排斥反应,有学者对LCs进行微囊化,此过程对于测量植入异源或基因不同受体的睾丸间质干细胞子代细胞的雄激素合成能力是非常重要的。如位于哈佛大学医学院的AnthonyAtala实验室已经成功地运用藻酸盐对LCs进行了微囊化,从而防止了免疫排

[8]

异反应的发生。

2󰀁LCs的生物学功能研究进展

[9]

LCs的主要功能是合成和分泌雄激素。LCs对机体的影响主要通过其分泌的睾酮来实现,睾酮对机体可产生如下作用:󰀁刺激雄性外生殖器官及内生殖器官发育成熟,并维持其机能。刺激雄性第二性征的出现,同时维持其处于正常状态。󰀁促进精子的发生及成熟。󰀁促进蛋白质的合成,特别是肌肉、骨骸以及生殖器官的蛋白质合成,同时还能刺激细胞的生成。󰀁存在负反馈调节机制,促使雄激

[10]

素的分泌相对稳定。2.1󰀁下丘脑、垂体分泌激素对LCs的调节作用󰀁LCs合成和分泌睾酮以及精子生成等过程受复杂的

[11]

内分泌、旁分泌和自分泌等信号物质的。

促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasinghor-mone,GnRH)、促肾上腺皮质激素释放激素(cortico-tropin-releasinghormone,CRH)等激素由下丘脑生成,GnRH可特异的与垂体促性腺细胞膜上的高亲和受[7]

󰀁2094󰀁

医学综述2009年7月第15卷第14期󰀁MedicalRecapitulate,Jul2009,Vo.l15,No.14

体结合,促进黄体生成素生成,从而调节LCs类固醇

[12]

激素的产生。Billig等给予大鼠GnRH拮抗剂后,大鼠生精细胞的分化明显受抑制。CRH可通过影响下丘脑-垂体-睾丸轴的3个水平来调节LCs睾酮的

产生。下丘脑水平CRH既可通过CRH神经元与GnRH神经元之间的突触联系而直接抑制GnRH的释放,又可通过内源阿片肽而间接起作用,并且CRH还可作为中间环节介导催乳素对GnRH释放的抑制作用;在垂体水平CRH可降低垂体促性腺细胞对GnRH的反应性;在睾丸水平CRH可直接与LCs膜

[13]

上受体结合抑制睾酮生成。

垂体前叶可分泌黄体生成素和促卵泡素两种激素。黄体生成素与LCs膜表面的特异性受体结合,并相互作用,激活细胞膜上腺苷酸环化酶,使三磷酸腺苷转化成二磷酸腺苷,增加环磷酸腺苷的生成,并释放到胞质中,进而激活蛋白激酶A,并通过一系列酶促反应调节胆固醇进入细胞线粒体的内膜,在线粒体和平滑内质网等各种蛋白和酶的下,完成对胆固醇的生物转化,依次生成孕烯醇酮、孕酮和雄烯二酮,最终生成睾酮;而促卵泡素不仅同睾丸支持细胞的受体特异性结合,而且还和支持细胞作用分泌多种因子来调节LCs的功能,如支持细胞分泌的转化生长因子󰀁可抑制LCs分化、降低黄体生成素受体数量和人绒毛膜促性腺激素诱导的环磷酸腺苷和睾酮的产生;促卵泡素还可通过间接调节睾丸间

[14]

质内的巨噬细胞来调节LCs的功能。2.2󰀁其他腺体分泌激素对LCs的作用󰀁童明汉[15]

等报道了大鼠体内生理浓度的糖皮质激素对LCs的睾酮合成具有抑制作用。2.3󰀁矿质元素对LCs的影响󰀁对间质细胞有影响

2+

的常见矿质元素有镍(Ni),当它在体内达到一定浓度后,对LCs有毒害作用,对睾酮分泌有明显的抑

[16]

制作用。2.4󰀁细胞和分泌因子对LCs的影响󰀁睾丸的生长发育,各种细胞的增殖分化以及精子的发生受到体内多种内分泌激素和睾丸局部组织细胞分泌的多种

[14]

细胞因子的。支持细胞是睾丸组织中重要的细胞之一,其分泌的神经生长因子,可通过自分泌或

[17]

旁分泌方式调节间质细胞分化、发育等功能,也可

[18]

通过其受体调节间质细胞的功能。

睾丸组织中含有大量巨噬细胞,它们在LCs的

[18]

发育及睾酮分泌的过程中起着重要作用。孙强等观察了巨噬细胞分泌的细胞因子肿瘤坏死因子󰀁对LCs功能的影响,结果表明,肿瘤坏死因子󰀁在0.1~100󰀁g/L浓度范围内能呈剂量依赖的方式抑制LCs睾酮的基础分泌。3󰀁小󰀁结

LCs的主要功能是合成和分泌雄激素,对于雄性的生殖功能起着不可估量的作用。LCs功能障碍是造成男性原发性性腺功能低下症的重要原因,而改善其功能状态能起到治疗作用。目前治疗男性性腺功能低下症的主要方法包括外源性激素替代和睾丸器官移植两种方法,但长期应用激素药物会引起多种并发症,而睾丸器官移植历来受到法律和伦理界

[19]

的争议。分离后成活的LCs具有良好的生存能力,能保持良好的合成和分泌雄激素的功能,理论上只需将部分LCs移植到体内就完全可以治愈原发性性腺功能低下症。因此,以LCs移植治疗男性原发性性腺功能低下症具有良好的临床应用前景,应加大LCs移植的研究力度。参考文献

[1]󰀁刘建中,郭海彬,邓春华,等.大鼠睾丸Leydig细胞的培养和鉴

定[J].中华男科学杂志,2006,12(1):14-18.

[2]󰀁ChenH,HardyMP,ZirkinBR.Age-elateddecreasesinLeydigcell

testosteroneproductionarenotrestoredbyexposuretoLHinvitro[J].Endocrinology,2002,143(5):1637-12.

[3]󰀁YangJY,ZhangYF,WangYQ,etal.Toxiceffectsofzearalenone

andalpha-zearalenolontheregulationofsteroidogenesisandtestos-teroneproductioninmouseLeydigcells[J].ToxicolVitro,2007,21(4):558-565.

[4]󰀁张炜,吴婷.去势大鼠睾丸间质细胞移植的实验研究[J].南京

医科大学学报(自然科学版),2002,22(6):468-470.[5]󰀁ChenGR,GeRS,LinH,etal.Developmentofacryopreservationpro-tocolforLeydigcells[J].HumReprod,2007,22(8):2160-2168.

[6]󰀁LoKC,LeiZ,RaoChV,etal.Denovotestosteroneproductionin

luteinizinghormonereceptorknockoutmiceaftertransplantationofleydigstemcells[J].Endocrinology,2004,145(9):4011-4015.[7]󰀁孙祥宙,邓春华,郭海彬,等.PADAM动物模型进行同种异体

睾丸间质细胞移植的研究[J].中国男科学杂志,2005,19(3):9-11.

[8]󰀁MachlufM,OrsolaA,BoorjianS,etal.Microencapsulationof

Leydigcells:asystemfortestosteronesupplementation[J].Endo-crinology,2003,144(11):4975-4979.[9]󰀁ZhangY,GeR,HardyMP.Androgen-formingstemLeydigcells:I-dentification,functionandtherapeuticpotential[J].DisMarkers,

2008,24(4/5):277-286.

[10]󰀁王晓云,,李健,等.睾丸间质细胞分泌功能调节因素的研

究进展[J].解剖科学进展,2002,8(3):274-278.[11]󰀁PetersenC,SoderO.Thesertolicel-l-ahormonaltargetand󰀁super󰀁

nurseforgermcellsthatdeterminestesticularsize[J].HormRes,2006,66(4):153-161.

[12]󰀁BilligH,FurutaI,RivierC,etal.Apoptosisintestisgermcells:de-velopmentalchangesingonadotropindependenceandlocalization

toselectivetubulestages[J].Endocrinology,1995,136(1):5-12.

[13]󰀁唐镁仪,张崇理.促肾上腺皮质激素释放激素对生殖功能的调

节[J].动物学报,1998,44(4):475-479.

[14]󰀁RoserJF.Regulationoftesticularfunctioninthestallion:anintr-i

catenetworkofendocrine,paracrineandautocrinesystems[J].AnimReprodSc,i2008,107(3/4):179-196.

[15]󰀁童明汉,高惠宝,胡燕琴,等.糖皮质激素诱导大鼠睾丸间质细

胞凋亡的研究[J].中华男科学,2000,6(1):11-14.[16]󰀁Forg󰀁csZ,N󰀁methyZ,R󰀁v󰀁szC,etal.Specificaminoacidsmoderate

theeffectsonNi2+onthetestosteroneproductionofmouseleydigcellsinvitro[J].JToxicolEnvironHealthA,2001,62(5):349-358.

[17]󰀁王鲜忠,吴建云,孙燕,等.培养的睾丸间质细胞对hCG刺激的

反应性[J].核农学报,2005,19(4):297-300.

[18]󰀁孙强,柴家科,姜恩魁,等.TNF-󰀁对大鼠Leydig细胞的作用及

机制研究[J].医学杂志,2008,33(1):55-58.

[19]󰀁孙杰,施诚仁,席晔斌,等.大鼠睾丸间质细胞移植的实验研究

[J].中华男科学杂志,2008,14(9):823-825.

收稿日期:2009-02-17󰀁修回日期:2009-05-28