发现维持睾丸免疫稳态新机制

细菌或病毒感染会破坏睾丸的免疫稳态，如布鲁氏菌、腮腺炎病毒、单纯疱疹病毒和寨卡病毒，都会导致精子发生障碍和不育。近些年研究发现SARS-CoV-2也可感染男性性腺，破坏支持细胞和间质细胞，并导致男性生殖功能障碍。而布鲁氏菌等胞内细菌感染不但难以治疗，而且具有嗜生殖系统特性，由于抗生素治疗的局限性，迫切需要探寻生殖系统炎症的替代治疗方法。

该研究以小鼠和山羊为模型，通过基因编辑和炎症模型，发现了Dmrt1-Spry1-NF-κB轴在调节睾丸免疫稳态中的新通路，完善了血-睾屏障（BTB）的作用机制，为预防、治疗生殖系统疾病开辟了新的途径。

哺乳动物睾丸创造了一个对精子发生很重要的独特免疫环境。睾丸免疫微环境由普通免疫细胞和其他参与睾丸免疫的细胞组成。前者包括睾丸巨噬细胞、T细胞、树突状细胞和肥大细胞等，而后者包括Leydig细胞和Sertoli细胞。Sertoli细胞参与BTB的形成，并在建立和维持睾丸免疫特权方面发挥核心作用。由于曲细精管中Sertoli细胞之间的紧密连接，使得生殖细胞免受病原体的侵害以进行正常的精子发生。Sertoli细胞的维持需要Dmrt1的持续高表达，凸显了Dmrt1在Sertoli细胞中的重要作用。

Dmrt1广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中，在不同物种中高度保守。在哺乳动物中，Dmrt1在决定雄性性别、维持SSC中的有丝分裂和减数分裂平衡以及调节雄性生殖干细胞多能性方面起着至关重要的作用。Dmrt1的表达在整个睾丸发育过程中持续存在，尤其是在Sertoli细胞和未分化的SSC中。研究表明，Dmrt1的敲除导致胎鼠无法形成睾丸和正常的Sertoli细胞，出生后的雄性小鼠更偏向表现为雌性特征。而出生后对睾丸Dmrt1的敲低，会导致精子生成异常和精子活力下降。此外，还会导致生精上皮多核巨细胞增多、细胞凋亡、BTB通透性增加、血液AsAb和睾丸内炎症因子的增加。转录组测序显示生殖细胞和减数分裂相关基因的表达水平下调，而炎症相关基因的表达水平上调。ChIP-seq和RNA-seq联合分析显示Dmrt1正向调节Dmrta1、Spry1、Gata4、Taf4b、Sox30等基因，负调控Cxcl13、Tlr1、Adamtsl1等炎性基因的表达水平。这些结果有力地证明了Dmrt1参与睾丸生殖免疫微环境的维持，在睾丸炎的发生过程中起着重要的负调控作用。

图1 Dmrt1和Spry1在睾丸免疫稳态维持中的调控作用

（图源：Zhang, et al., Zoological Research, 2023）

文章结论与讨论，启发与展望

Spry1是RTK信号转导的负调节因子，是Sprouty基因家族的成员，具有显着的序列同源性，包括位于C末端区域的保守的富含半胱氨酸的SPRY结构域和短的N末端氨基酸序列。Spry1参与多种疾病的调控，包括肺纤维化、心脏功能障碍和细胞衰老反应。趋化因子CCL1激活AMFR-Spry1通路已被证明可促进肺纤维化，而抑制心肌细胞中的Spry1可激活ERK和p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路。此外，对Spry1敲除小鼠的研究表明，Spry1不仅会削弱RTK信号，还会诱导细胞衰老反应以防止不受控制的增殖。在用脂多糖（LPS）刺激后，睾丸中Dmrt1或Spry1的敲除都导致更严重的炎症反应、BTB损伤和NF-κB信号的激活。IP-MS和Co-IP的结果表明，SPRY1的高度保守的富含半胱氨酸的C末端结构域SPRY与NF-κB1的ANK重复序列具有结合作用，从而抑制NF-κB通路的激活，防止睾丸过度炎症反应，并保护血-睾屏障的完整性。该研究阐明了Dmrt1在精子发生和通过Dmrt1-Spry1-NF-κB信号轴调节睾丸免疫反应中的关键功能，这一发现对于理解睾丸免疫稳态调节的机制和开发男性生殖障碍的新疗法具有重要意义。