表皮生长因子对睾丸组织结构和功能影响的研究进展

万双秀

(菏泽学院动物科学系,山东 菏泽 274015）

表皮生长因子(epidermal grow th factor,EGF）是一种由53个氨基酸组成的单链多肽类生长因子,是Cohen继神经生长因子(NGF）之后偶然发现的。它通过与细胞膜上的表皮生长因子受体(EGF-R）结合,诱发EGFR胞内酪氨酸激酶区自身磷酸化,引起细胞内三磷酸肌醇和二脂酰甘油增多,作为第二信使引起细胞内游离Ca2+增多,激活蛋白激酶C和环腺苷酶,改变细胞的骨架结构,使细胞分化、分裂和增殖。许多研究表明,EGF对雄性的生殖功能有显著的调控作用,总结如下。

1 EGF在睾丸组织的表达

Stubbs[1]等人首次用生化和免疫组化方法检测了EGF-R在小鼠睾丸中的表达,结果发现在间质组织中有阳性反应,曲细精管不表达EGF-R。Suarez-Quian[2]等人用免疫细胞化学法在成熟和未成熟大鼠及未成熟猴的支持细胞(sertoli cell）上检测到了EGF-R的表达,成熟大鼠的间质细胞(Leydig cell）上也有少量的表达。我国的Yan等[3]用 RT-PCR技术检测到睾丸中存在EGF m RNA,这证实睾丸能合成及分泌EGF,但是对睾丸中何种细胞能合成EGF,不同的试验和不同的物种,其结果不尽相同。孙亚平等[4]用鼠抗人EGF单克隆抗体检测人、大鼠、小鼠睾丸的EGF细胞分布,结果表明,EGF主要表达于人、大鼠、小鼠睾丸的间质细胞,在进入性成熟期后,偶有精原细胞、精母细胞、圆形精子细胞和管周细胞表达EGF,支持细胞没有表达。何为民等[5]的研究也发现,在不同的生精周期各级生精细胞依次出现不同的EGF-R表达。Skinner等研究发现,支持细胞及管周细胞无EGFm RNA,这说明这两种细胞无合成EGF的能力。但还有些研究显示支持细胞亦表达EGF。Radhakrishnan等[16]的研究也表明,EGF前体只表达于粗线期的精母细胞和圆形精子细胞,而成熟的EGF可见于减数分裂后的生精细胞和支持细胞。那么支持细胞的EGF阳性表达可能是由于EGF结合到支持细胞所致。

2 EGF对睾丸组织支持细胞的作用

EGF与上的EGF-R结合,使受体上的酪氨酸蛋白激酶磷酸化,继而引起支持细胞内发生一系列变化。首先,EGF能够抑制支持细胞中芳香化酶的活性,芳香化酶在FSH作用下将来自间质细胞的睾酮转化为雌二醇,EGF则抑制这一过程,维持局部高浓度的睾酮,这对精子发生有促进作用,支持细胞分泌雌激素的量与年龄有关,幼年及老年雄性分泌的雌二醇较多,青春期较少,这与EGF的分泌是否相关尚未见报道;其次,EGF可促进支持细胞中乳酸脱氢酶A 4m RNA转录过程,加强乳酸脱氢酶A 4 m RNA的表达及蛋白合成,提高胞内乳酸脱氢酶A 4的水平,而且EGF还可影响糖代谢中的其他参数,因此,EGF在睾丸细胞的能量代谢过程中起着一定意义;再次,EGF双向调节支持细胞分泌转铁蛋白[6],转铁蛋白分泌出来后被转运到生精细胞以调节精子发生;另外,EGF尚可刺激支持细胞合成乳酸盐。

3 EGF对睾丸组织间质细胞的作用

EGF还可影响分泌睾酮的能力。间质细胞利用血胆固醇或乙酸盐,在滑面内质网、线粒体及微体中经一系列酶促反应形成 Δ5-孕烯醇酮,然后在此基础上合成雄激素。首先,EGF能够提高线粒体中细胞色素P450对胆固醇底物的利用;其次,EGF能够增加3β-羟甾脱氢酶的活性,显著促使 Δ5-孕烯醇酮转化为孕酮,促进睾酮合成[7]。此外,EGF能够刺激碳21-类固醇(包括孕酮、17-羟孕酮）和碳19-类固醇(包括雄烯二酮、睾酮）的合成。因此,EGF对睾酮的合成具有促进作用,但也有一些学者认为EGF阻止碳21-类固醇转化为碳19-类固醇,抑制睾酮合成。Liu[8]等人也曾报道切除颌下腺的小鼠睾丸组织间及血清中睾酮可升高2～6倍,给予外源性EGF则可恢复正常。另有试验证明,间质细胞瘤的克隆片MA-10上表达人HCG和小鼠 EGF的受体,人HCG促使MA-10合成类固醇,而小鼠EGF显著减少HCG受体,降低类固醇的合成[9],但大多数学者倾向于前一种认识。

4 EGF对睾丸激素合成的影响

目前EGF促睾酮合成的机制认为有:第一,EGF促进下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH）分泌或直接刺激垂体前叶 LH的分泌[10-11]。第二,EGF提高线粒体中细胞色素酶P450对胆固醇底物的利用及 3β-类固醇脱氢酶(3β-HSD）活性,抑制hCG诱导的脱氢表雄酮、孕烯醇酮的积累,促进两者向睾酮的转化[12]。缺乏EGF将导致间质细胞中睾酮合成相关酶活性降低,脂类堆积,睾酮合成能力降低[13]。第三,EGF提高甾体合成急性调节蛋白(StARP）水平,促进线粒体内胆固醇的转运。EGF对 StARP的调节亦呈时间-剂量-效应关系[14]。

5 EGF对生精功能的影响

EGF作为促细胞分裂剂也作用于精子发生上。切除颌下腺的小鼠血清中EGF含量迅速下降,术后3周,附睾中精子数量可下降 30%,4周后下降55%,睾丸中精母细胞增多,精细胞减少,给予外源性EGF则可纠正上述情况[15],表明EGF与精子发生有关,并且作用于精子发生的减数分裂时相。精子发生受多种激素的调控,过去认为FSH及睾酮是影响生精功能的主要因素,近来的研究认为EGF在精子发生过程中同样起着不可忽视的作用,在下丘脑-垂体-睾酮轴影响精子发生的同时,体内也可能存在睾丸-颌下腺调节生精功能[15-16]。EGF调节精子发生的机制可能通过调节支持细胞分泌转铁蛋白而起作用的。支持细胞能分泌一种生长因子,该因子受 FSH、T和视黄酮调节,能够阻止 EGF与EGF-R结合,抑制精子发生。也有人认为EGF可以抑制精子发生。由FSH、FSH+视黄醇或FSH+胚球蛋白培育的A型精原细胞,当加入EGF时,A型精原细胞数量可减少。另一方面,EGF可刺激单独由胚球蛋白培育的A型精原细胞分化,但不影响由视黄醇培育的A型精原细胞的分化。因此,EGF抑制生精细胞的分化是通过阻断FSH这一途径来实现的,可见,EGF对精子发生具有正反二方面的调节作用。

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