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1、女性生殖道对精子的筛选功能综述,人体生理学论文摘 要： 人类精子在宫颈开口前方附近射出, 精子数量数百万甚至数十亿, 但最终只要一个精子成功授精。精子在女性生殖道内需完成行经阴道、子宫颈、子宫、子宫输卵管连接处和输卵管的漫长旅程才能遇见卵子, 在这里经过中, 女性生殖道的生理解剖、免疫反响和外泌体等对精子均有挑选作用, 大量运动能力差、细胞膜完好性或染色质有功能性损害、无法激活免疫耐受、无法获得外泌体所携带的功能蛋白的精子在这个经过中被淘汰, 只要形态、运动及功能最佳正常的精子才能与卵子结合。了解女性生殖道对精子的挑选经过, 可为人类辅助生殖技术提供借鉴, 帮助找到性能最佳的精子。 本文关键词
2、语： 精子挑选; 女性生殖道; 精子竞争; 精子去除; 外泌体; 当今时代, 由于社会、环境、生活方式的改变, 越来越多的男性身体状况趋向于亚健康, 生育能力下降, 很多不育症患者最终不得不接受人类辅助生殖技术 (ART) 治疗。尽管ART不断完善和发展, 但是在ART妊娠经过中精子缺乏女性生殖道的自然选择经过, 所选精子直接与卵子接触, 精子质量能否存在某些缺陷很难全面评估。在实际应用中, ART妊娠的成功率始终低于自然妊娠, 而且还存在很多不确定的临床问题, 比方脑瘫患儿、早产患儿、低出生体重患儿和极低出生体重患儿。了解精子在女性生殖道中的自然挑选经过, 对于帮助人类选择出最佳的精子有着极
3、其重要的作用。人类精子在宫颈开口前方附近射出, 固然射精数量达数百万甚至数十亿, 但一般只要几千个精子能够到达输卵管, 少于100个精子到达受精部位, 而最终只要一个精子成功授精。精子在女性生殖道内需完成行经阴道、子宫颈、子宫、子宫输卵管连接处 (UTJ) 和输卵管的漫长旅程才能遇见卵子, 在这里经过中, 女性生殖道的生理解剖、免疫反响和外泌体等对精子均有挑选作用, 只要形态、运动及功能最佳正常的精子才能介入受精经过3。现就女性生殖道对精子的挑选作用研究进展情况综述如下。 1、 女性生殖道生理解剖对精子的挑选作用 1.1、 子宫颈 子宫颈是女性生殖道对精子的第一个挑选屏障。在这里, 高达70%
4、的精子被挑选出局4。在女性排卵期间, 子宫颈处的宫颈黏液具有较高的抗菌活性及较低的pH值, 是最适宜精子通过的。而精子的前进性运动对于其穿过宫颈黏液是必不可少的, 故运动性差并伴随异常形态的精子在这里经过可被滤过3。精子在子宫颈处迁移的经过中与宫颈黏液的生化作用当前了解较少。研究5显示, 精子外表包被有一种富含半胱氨酸的糖基化多肽-防御素 126 (DEFB126) , 其携带的负电荷有助于精子穿透宫颈黏液, 该研究还发现, 携带纯和突变DEFB126基因的男性精子在穿透人工合成的宫颈黏液时, 其穿透率降低84%, 同时受孕率降低, 提示DEFB126可能参精子对宫颈黏液的穿透经过。 1.2、
5、 UTJ UTJ管腔极度狭窄和弯曲复杂, 并且充满了黏液。Zaferani等6在体外模拟女性生殖道狭窄交界处的精子运动时发现, 生殖道内的天然狭窄有类似 门 的作用, 它将精子以分层累积的方式分为不同的群体, 运动速度越快的精子越靠近 门 , 运动速度越慢的精子则离 门 越远, 而运动速度高于一定阈值的精子才有时机通过UTJ的 门口 。总之, 这种狭窄通道加强了精子之间的竞争机制, 只选择那些运动能力最强的精子。动物研究7表示清楚, 正常的形态和运动能力并缺乏以使精子通过UTJ, 每个精子都可能需要一种或多种精子外表蛋白以帮助其通过UTJ。小鼠基因敲除的研究8,9表示清楚, 去整合素和金属蛋白
6、酶区域3 (ADAM3) 蛋白对于精子通过UTJ来讲必不可少。 1.3、 输卵管 有活力的精子一旦进入输卵管峡部, 精子头部就会与输卵管上皮的纤毛细胞结合, 构成精子储库, 还会启动信号级联, 导致特定分子的分泌, 进而使这些精子能够保持授精能力10,11,12。当卵母细胞到达输卵管壶腹部后, 精子储库内的精子就会变得过度活泼踊跃, 而从输卵管上皮中分离出来。Ca离子通过精子鞭毛上的阳离子通道 (CatSper) 流入会引起精子的过度活泼踊跃, 促使精子从输卵管上皮分离, 还能够使精子成功迁移通过输卵管黏液, 并穿透卵丘。研究13,14表示清楚, 由卵丘-卵母细胞复合体合成的孕酮以及前列腺素能
7、够直接活化CatSper, 增加精子Ca离子流入。研究15发现, 只要这种获能状态的精子才能通过趋热性及趋化性的选择机制继续游完通向卵子的旅程。一般情况下, 输卵管能够淘汰膜完好性或染色质有功能性损害的精子。Hourcade等16在小鼠研究中发现, 与从阴道和子宫回收的精子相比, 从输卵管回收的精子具有更多的DNA碎片, DNA质量最高。 2、 女性生殖道免疫反响对精子的挑选作用 射精是女性免疫系统和父系抗原之间沟通的开场。固然射精的量和成分在不同物种之间有所不同, 但精子与雌性生殖道接触后, 会在大多数哺乳动物中诱导出炎症反响, 促使子宫和宫颈细胞合成促炎细胞因子, 诱导白细胞流入子宫腔17
8、。Sharkey等19比照未受保卫的阴道性交、使用避孕套的阴道性交、无性交后的生殖道活检组织变化后发现, 精液的刺激可引起巨噬细胞等白细胞的募集, 而无性交或使用避孕套保卫的性交生殖道不会发生白细胞募集。炎症反响的介导以精浆为主, 精子为辅18。精浆中存在的特定因子与宫颈细胞互相作用, 诱导GM-CSF、IL-6和其他趋化因子的表示出, 但免疫反响的主要诱发因素是转化生长因子- (TGF- ) 的表示出。TGF- 以前体形式存在于精液中, 并在雌性生殖道中被激活, 随后间接诱导其他细胞因子的表示出, 如PGE2和IL-8。研究20显示, TGF- 和PGE2均可抑制自然杀伤细胞和中性粒细胞的功
9、能。中性粒细胞进入宫颈管有助于通过选择性吞噬死亡、异常或非受精精子来保卫活的受精精子的存活, 还能够去除生殖经过中混入的病原体, 但不会对正常的运动精子构成屏障。研究15显示, 对父系抗原免疫耐受的不充分是人类不育的重要原因之一。研究21发现, 精浆暴露可活化女性生殖道中的T细胞, 以正确响应和辨别父系抗原, 激活女性生殖系统的免疫耐受。总之, 精浆能够在诱导和消除炎症中起双重作用。对这些经过的不断认识在将来能够帮助我们治疗不育症患者。 3、 女性生殖道外泌体对精子的挑选作用 外泌体即胞外囊泡, 广泛存在于血清、乳汁、尿液、精浆和卵泡液等体液中。外泌体是由真核细胞和原核细胞产生的具有膜结合特征
10、的磷脂双层构造, 可携带并向靶细胞传递各种调节分子, 如蛋白质、微小RNA及脂质22。外泌体作为细胞间信号沟通的通讯方式, 与肿瘤、免疫和免疫耐受间的关系研究较多, 但与生殖的关系研究较少。生殖道外泌体根据所在部位不同而被命名为不同的小体, 如附睾小体、前列腺小体、阴道小体、子宫小体和输卵管小体, 各小体可通过膜融合机制被精子摄取。在女性生殖道中, 子宫小体是最先被证实的生殖道外泌体, 也是研究较多的外泌体。子宫小体携带对精子功能非常重要的跨膜蛋白和糖基磷脂酰肌醇连接蛋白, 如精子黏附分子1 (SPAM1) 23。研究24发现, SPAM1介入了精子成熟经过, 可加强精子透明质酸结合能力和卵丘
11、浸透效率, 增加授精能力。同子宫小体一样, 输卵管小体能够递送质膜Ca2+-ATP酶4 (PMCA4) 至精子外表, 进而提升精子活力25,26。输卵管小体还携带输卵管特异性糖蛋白, 能够增加透明带对于蛋白水解的抗性, 进而硬化透明带, 减少多精子受精27。然而当前对于精子通过获得外泌体所携带的功能蛋白调节精子本身的成熟和生物学功能只是初步了解, 这方面的研究刚刚开场, 相信在将来, 更多的生殖道外泌体对精子挑选的作用机制会渐渐浮出水面。 综上所述, 精子在女性生殖道中前行是一个精细挑选的经过。首先是自然解剖屏障的过滤, 再到免疫去除病原体和异常精子, 最后到达含有外泌体等因子的微环境被仔细挑
12、选, 每一个经过都会淘汰大量的精子, 而最佳的精子才能与卵子结合。当前ART的需求与应用越来越多, 技术在不断完善和发展, 但仍然存在一些问题, 某些患者精液样本在WHO标准下检测正常, 却仍然被诊断为不育。我们在ART中采用的挑选精子的方式方法缺乏女性生殖道自然选择经过, 可能并不能找到性能最佳的精子。而我们对体内精子挑选与去除的机制了解越多, 就越能为ART提供借鉴, 帮助我们选择出性能最佳的精子。人类生殖的研究与应用是一个浩大的工程, 希望相关研究越来越多, 为某些不育不孕疾病查找病因和诊治以及改良现行的辅助生殖技术提供有价值的信息。 以下为参考文献 1Brown JL.Female r
13、eproductive cycles of wild female felidsJ.Anim Reprod Sci, 2018, 124 (3) :155-162. 2Dal Bosco A, Rebollar P, Boiti C, et al.Ovulation induction in rabbit does:Current knowledge and perspectivesJ.Anim Reprod Sci, 2018, 129 (3) :106-117. 3Sakkas D, Ramalingam M, Garrido N, et al.Sperm selection in nat
14、ural conception:what can we learn from Mother Nature to improve assisted reproduction outcomesJ.Hum Reprod Update, 2021, 21 (6) :711-726. 4Kolle S.Transport, distribution and elimination of mammalian sperm following natural mating and inseminationJ.Reprod Domest Anim, 2021, 50:2-6. 5Tollner TL, Venn
15、ers SA, Hollox EJ, et al.A common mutation in the defensin DEFB126 causes impaired sperm function and subfertilityJ.Sci Transl Med, 2018, 3 (92) :65. 6Zaferani M, Palermo GD, Abbaspourrad A.Strictures of a microchannel impose fierce competition to select for highly motile spermJ.Sci Adv, 2022, 5 (2)
16、 :2111. 7Nakanishi T, Isotani A, Yamaguchi R, et al.Selective passage through the uterotubal junction of sperm from a mixed population produced by chimeras of calmegin-knockout and wild-type male miceJ.Biol Reprod, 2004, 71 (3) :959-965. 8Ikawa M, Inoue N, Benham AM, et al.Fertilization:a sperm s jo
17、urney to and interaction with the oocyteJ.J Clin Invest, 2018, 120 (4) :984-994. 9Fujihara Y, Tokuhiro K, Muro Y, et al.Expression of TEX101, regulated by ACE, is essential for the production of fertile mouse spermatozoaJ.Proc Natl Acad Sci USA, 2020, 110 (20) :8111-8116. 10Yeste M, Castillomartin M
18、, Bonet S, et al.Direct binding of boar ejaculate and epididymal spermatozoa to porcine epididymal epithelial cells is also needed to maintain sperm survival in in vitro cocultureJ.Anim Reprod Sci, 2020, 131 (3) :181-193. 11Yeste M, Holt WV, Bonet S, et al.Viable and morphologically normal boar sper
19、matozoa alter the expression of heat-shock protein genes in oviductal epithelial cells during co-culture in vitroJ.Mol Reprod Dev, 2020, 81 (9) :805-819. 12Kolle S, Reese S, Kummer W.New aspects of gamete transport, fertilization, and embryonic development in the oviduct gained by means of live cell
20、 imagingJ.Theriogenology, 2018, 73 (6) :786-795. 13Lishko PV, Botchkina IL, Kirichok Y.Progesterone activates the principal Ca2+channel of human spermJ.Nature, 2018, 471 (7338) :387-391. 14Brenker C, Goodwin N, Weyand I, et al.The CatSper channel:a polymodal chemosensor in human spermJ.EMBO J, 2020,
21、 31 (7) :1654-1665. 15Perezcerezales S, Ramosibeas P, Acuna OS, et al.The oviduct:from sperm selection to the epigenetic landscape of the embryoJ.Biol Reprod, 2021, 98 (3) :262-276. 16Hourcade JDD, Perezcrespo M, Fernandezgonzalez R, et al.Selection against spermatozoa with fragmented DNA after post
22、ovulatory mating depends on the type of damageJ.Reprod Biol Endocrinol, 2018, 8 (1) :9. 17Song Z, Li Z, Li D, et al.Seminal plasma induces inflammation in the uterus through the T/IL-17 pathwayJ.Sci Rep, 2021, 6 (1) :25118. 18Schjenken JE, Robertson SA.Seminal fluid and immune adaptation for pregnan
23、cy-comparative biology in mammalian speciesJ.Reprod Domest Anim, 2020, 49 (Suppl 3) :27-36. 19Sharkey DJ, Tremellen KP, Jasper MJ, et al.Seminal fluid induces leukocyte recruitment and cytokine and chemokine mRNAexpression in the human cervix after coitusJ.J Immunol, 2020, 188 (5) :2445-2454. 20Braz
24、dova A, Senechal H, Peltre G, et al.Immune aspects of female infertilityJ.Int J Fertil Steril, 2021, 10 (1) :1-10. 21Bromfield JJ.Seminal fluid and reproduction:much more than previously thoughtJ.J Assist Reprod Genet, 2020, 31 (6) :627-636. 22Machtinger R, Laurent LC, Baccarelli A.Extracellular ves
25、icles:roles in gamete maturation, fertilization and embryo implantationJ.Hum Reprod Update, 2021, 22 (2) :182-193. 23Griffiths GS, Galileo DS, Aravindan RG, et al.Clusterin facilitates exchange of glycosyl phosphatidylinositol-linked SPAM1 between reproductive luminal fluids and mouse and human sper
26、m membranesJ.Biol Reprod, 2018, 81 (3) :562-570. 24Griffiths GS, Miller KA, Galileo DS, et al.Murine SPAM1 is secreted by the estrous uterus and oviduct in a form that can bind to sperm during capacitation:acquisition enhances hyaluronic acidbinding ability and cumulus dispersal efficiencyJ.Reproduc
27、tion, 2008, 135 (3) :293-301. 25王娟.腹腔镜手术治疗输卵管异位妊娠疗效观察J.山东医药, 2021, 55 (20) :65-66. 26Al-Dossary AA, Martin-Deleon PA.Role of exosomes in the reproductive tract Oviductosomes mediate interactions of oviductal secretion with gametes/early embryoJ.Front Biosci, 2021, 21:1278-1285. 27Ghersevich S, Massa E, Zumoffen C.Oviductal secretion and gamete interactionJ.Reproduction, 2021, 149 (1) :R1-R14.