慢性睾丸沙眼衣原体感染损害小鼠生育力及后代发育

Chronic testicular Chlamydia muridarum infection impairs mouse fertility and offspring development†

作者信息Emily R Bryan, Kate A Redgrove, Alison R Mooney, Bettina P Mihalas, Jessie M Sutherland, Alison J Carey, Charles W Armitage, Logan K Trim, Avinash Kollipara, Peter B M Mulvey, Ella Palframan, Gemma Trollope, Kristofor Bogoevski, Robert McLachlan, Eileen A McLaughlin, Kenneth W Beagley
PMID31965142
发布时间2020-04-15
DOI10.1093/biolre/ioz229

实验完整度

高

包含体内感染模型、组织学、免疫组化、精子功能分析、生育力试验及多时间点后代分析等独立证据层级,并进行了功能验证。

主要模型

C57BL/6小鼠慢性睾丸衣原体感染模型 McCoy细胞培养用于衣原体定量 C57BL/6小鼠后代发育分析模型

重点核对

慢性感染持续6个月,感染剂量为1×10^6 IFU 精子参数分析包括运动力、形态、透明带结合、DNA断裂 后代发育评估在出生后7、14、21、42-46天 抗精子抗体ELISA检测 血睾屏障染色(Claudin 11, ZO-1, Connexins)

摘要

每年约有1.31亿新发生殖道感染,衣原体是全球最常见的性传播细菌病原体。男性和女性感染率相似,且均引起严重的病理后遗症。尽管如此,衣原体感染对男性生育力的影响长期存在争议,父代衣原体感染对后代发育的影响尚不清楚。利用雄性小鼠慢性感染模型,我们发现衣原体感染持续存在于睾丸,对睾丸环境产生不利影响。感染增加了白细胞浸润,破坏了血睾屏障,减少了精原细胞数量和生精小管体积。感染小鼠的精子运动力下降,畸形率增加,透明带结合能力降低,DNA损伤增加。血清抗精子抗体也升高。当急性和慢性感染的雄性小鼠与健康雌性小鼠交配时,16.7%的幼崽出现发育异常。慢性感染父本的雌性后代生殖道比非感染父本的后代更小。感染父本的雄性后代睾丸发育延迟,在性成熟时精子活力、运动力和精子-卵母细胞结合明显异常。这些数据表明,慢性睾丸衣原体感染可导致男性不育,并可能对精子质量产生跨代影响。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
慢性睾丸衣原体感染是否影响雄性小鼠生育力及后代发育?
核心机制
慢性衣原体感染通过破坏血睾屏障、引发自身免疫反应(抗精子抗体产生)和炎症,导致精子质量下降,可能通过精子DNA损伤和表观遗传改变影响后代。
主要证据
慢性感染的小鼠睾丸中可培养出活衣原体,组织学显示生精小管腔缩小、白细胞浸润、血睾屏障蛋白减少,精子参数显著恶化;与慢性感染雄鼠交配的雌鼠后代出现发育异常和生殖道发育延迟。
研究意义
首次证明慢性睾丸衣原体感染可导致男性不育,并可能对后代精子质量产生跨代影响,提示无症状感染可能对男性生育力构成潜在风险。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立慢性睾丸衣原体感染小鼠模型

验证衣原体能否在小鼠睾丸中建立持续6个月的慢性感染。

通过阴茎内途径感染小鼠,6个月后处死,收获睾丸,通过培养和免疫组化检测衣原体。

2

睾丸组织学及血睾屏障评估

评估慢性感染对睾丸结构和屏障完整性的影响。

H&E染色观察生精小管腔面积和白细胞浸润;免疫组化检测PCNA标记精原细胞,Claudin 11和ZO-1标记紧密连接,Connexin 43/37/26标记缝隙连接。

3

抗精子抗体检测

评估血睾屏障破坏后是否产生抗精子自身抗体。

采集小鼠血清,使用商业ELISA试剂盒检测抗精子抗体滴度,并观察精子凝集现象。

4

精子质量分析

评估慢性感染对精子功能的影响。

收集附睾精子,分析运动力、形态、透明带结合能力、DNA断裂(SCDA)和获能状态。

5

生育力试验及后代发育评估

评估感染雄鼠的生育力及对后代发育的影响。

感染雄鼠与健康雌鼠交配,记录受孕率、产仔数、后代存活率、体重、生长发育里程碑及生殖道发育。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基----
McCoy细胞系ATCCCRL-1696
抗MOMP抗体----
抗TC0500抗体----
抗Claudin 11抗体Thermo Fisher Scientific--
抗ZO-1抗体Abcam--
抗Connexin 43抗体Abcam--
抗Connexin 37抗体Alpha Diagnostics International--
抗Connexin 26抗体Thermo Fisher Scientific--
BWW培养基----
曙红Y----
亚甲基蓝----
抗磷酸酪氨酸抗体Abcamab10321
SYBR Safe DNA凝胶染料InvitrogenS33102
VECTASHIELD封片剂Vector Laboratories--
SCDA玻片Halotech--
抗精子抗体ELISA试剂盒MyBioSourceMBS2603817
Tissue-Tek O.C.T.包埋剂Pro-Sci-Tech--
荧光显微镜ZeissAxio
光学显微镜OlympusBX41
血细胞计数板----
组织匀浆器DMNI InternationalTH220

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物感染模型
小鼠品系:C57BL/6,雄性6周龄,感染剂量:1×10^6 IFU C. muridarum Weiss株,感染途径:阴茎内注射,感染时间:6个月
阅读提示:Materials and Methods, Mice, In vivo Chlamydia infection
睾丸组织学分析
取材时间:感染后6个月,组织固定:Bouin's固定液,切片厚度:4 μm,抗体稀释比:Claudin 11 1:100,ZO-1 1:100,Connexin 43 1:50,Connexin 37 1:50,Connexin 26 1:50
阅读提示:Materials and Methods, Tissue histology and immunohistochemistry
精子功能分析
精子来源:附睾,获能条件:BWW培养基,37°C,5% CO2,孵育时间:20分钟,DNA断裂检测:SCDA法(Halotech),获能检测:酪氨酸磷酸化抗体(ab10321, Abcam)
阅读提示:Materials and Methods, Sperm analysis
抗精子抗体检测
血清来源:心脏穿刺,检测方法:ELISA,试剂盒:MyBioSource MBS2603817,感染后6个月取样
阅读提示:Materials and Methods, Anti-sperm antibodies
生育力试验及后代评估
合笼时间:感染后1、2、6个月,雌鼠:C57BL/6,12周龄且曾产一胎,每只雄鼠配2-4只雌鼠,后代评估:出生后7、14、21、42-46天,安乐死:戊巴比妥钠200 mg/kg
阅读提示:Materials and Methods, Mouse breeding