LonP1表达与线粒体稳态以及精子活力的关联性研究

目的探究线粒体lon蛋白水解酶(LonP1)对精子线粒体稳态的维持调节作用及其可能存在的调节机制。方法收集2016年6月至2017年6月于温州医科大学附属第一医院生殖中心进行精液常规检查的120名男性精液标本,根据精子活力分为正常活力精子(NS)和弱精子症精子(AS)两组,采用计算机辅助精液分析系统(CASA)检测各组精子运动参数,通过免疫荧光法和免疫蛋白印迹法检测精子中LonP1的蛋白表达水平,流式细胞术检测各组精子的线粒体膜电位强度(MMP,以绿色荧光强度/红色荧光强度比值表示,比值越小代表膜电位越高)和线粒体内活性氧(mROS)水平,比较两组各指标参数差异,并分析LonP1表达水平和精子活力及精子线粒体功能相关指标(MMP,mROS)的关联性。另外,NS组精液经密度梯度离心法处理后,沉淀精子加入培养液重悬,以LonP1功能抑制剂CDDO-ME 2.5μmoL/L和5μmol/L为终浓度进行体外培养,同时设置空白对照组(0μmol/L),比较各组精子运动参数、LonP1表达水平以及精子线粒体功能相关指标。结果 (1)人类成熟精子中存在LonP1的表达,且稳定表达于精子中段的线粒体鞘部;(2)NS组和AS组精子LonP1表达水平(0.52vs.0.22)与精子活力(69.89%vs.26.10%)、MMP(4.72%vs.12.73%)呈正相关(P<0.05),与mROS含量呈负相关(418.85vs.460.52)(P<0.05);(3)经LonP1功能抑制剂CDDO-ME处理后,与空白对照组比较,CDDO-ME药物处理组的LonP1蛋白表达水平随CDDO-ME作用浓度增加而显著降低(P<0.05),5μmol/L浓度组的MMP水平显著下降(78.81%vs.7.34%)、mROS含量增加(640.68vs.462.26),差异均有统计学意义(P<0.05);(4)CDDO-ME处理后,除精子活率(PR+NP)外,精子运动参数平均路径(VAP)和曲线速率(VSL)均随CDDO-ME作用浓度增加而下降(P<0.05),与空白对照组相比,5μmol/L浓度组的精子活力(PR)(52.08%vs.65.15%)、曲线速率(VCL)(48.28μm/s vs.78.78μm/s)、侧摆幅度(ALH)(1.28μm vs.1.93μm)、直线性(LIN)(38.83%vs.56.05%)和前向性(STR)(45.53%vs.81.25%)均显著下降,差异有统计学意义(P<0.05)。结论精子线粒体鞘部存在LonP1的稳定表达,LonP1能够通过精子线粒体稳态维持改善精子活力。