精液介导的耐受性反应中的异质性:定义生殖兼容性的免疫学决定因素

Heterogeneity in semen-mediated tolerogenic responses: defining immunological determinants of reproductive compatibility

作者信息Shahrokh Paktinat, Michael G Gravett, Sean M Hughes, Abigail L P Spray, Germán G Gornalusse, Florian Hladik, Lucia Vojtech
PMID42565034
发布时间2026-07-15
DOI10.1093/hropen/hoag064

实验完整度

体外细胞实验,包含精液组分表征、免疫细胞共培养和再刺激实验,但无动物模型或临床样本验证。

主要模型

单核细胞来源的树突状细胞(MoDCs)与自体初始CD4+ T细胞共培养体系 精液细胞外囊泡(SEVs)和去囊泡精浆(VDSP)

重点核对

精液供者数量:11名 接受者数量:3名女性PBMC供者 MoDCs与T细胞共培养比例:1:3 SEV和VDSP处理浓度:10%(v/v) 共培养时间:7天

摘要

研究问题:模拟性伴侣的特定个体对是否在精液诱导的长期耐受性方面存在差异,以支持妊娠?总结答案:是的,来自双方的因子对精液诱导的长期调节性T细胞(Tregs)的变异性有贡献,其中与接受者相关的因子似乎略微超过与精液供者相关的因子。已知信息:精液含有多种免疫调节因子,可影响接受者的生殖道免疫,促进对精液供者(以下简称“父系”)抗原的耐受性,并最终支持成功妊娠。这些因子包括含有前列腺素和细胞因子的可溶性部分,以及非常高浓度的细胞外囊泡(EVs)。精液的可溶性和囊泡部分均已被证明能促进抗原呈递细胞(APCs)的耐受性表型和迁移,并诱导Tregs。本研究旨在了解模拟性活跃夫妇的个体配对之间耐受性诱导的差异。研究设计、规模、持续时间:我们设计了一项体外配对研究,使用随机精液供者(N=11)和随机自我认定为女性的接受者的外周单个核细胞(PBMCs)(N=3)。精液被分离为富含囊泡的部分(精液细胞外囊泡;SEVs)和可溶性部分(去除囊泡的精浆;VDSP)。每位接受者的单核细胞来源的树突状细胞(MoDCs)暴露于来自每位供者的精液部分,然后与自体初始T细胞共培养,以评估耐受性反应,特别是Tregs(FOXP3+ CD25Hi CD127Lo CD4+ T细胞)的产生及其表型差异(TIGIT+、PD-1+ CTLA-4+或AREG+ Tregs)。然后通过激活诱导标志物(AIM)表达测定筛选这些细胞的T细胞受体依赖性激活。比较了所有精液供者和接受者细胞对的这些反应。此外,筛选了精液部分中的耐受性候选介质,如人类白细胞抗原G(HLA-G)和腺苷生成酶。参与者/材料、设置、方法:本研究使用体外人类细胞培养方法,将初级血液来源的免疫细胞暴露于精液来源的囊泡和非囊泡部分。血液样本来自健康自我认定为女性的供者,精液样本来自健康参与者,他们为一项避孕研究提供了初步筛查标本。通过蛋白质印迹分析表征精液来源的囊泡和非囊泡部分中与免疫耐受相关的标志物。初级免疫细胞暴露于这些精液部分,主要终点包括Treg表型和亚群频率的变化,以及AIM表达。这些结果通过流式细胞术评估。未使用动物模型。主要结果和偶然性的作用:精液(SEV和VDSP)中的HLA-G含量在不同供者间差异显著,从不可检测到高浓度不等。同样,精液从ATP生成腺苷的能力在供者间差异约4倍。来自11名精液供者的SEV和VDSP诱导Tregs的能力高度可变,占CD4+ T细胞群体的2.8%至63.4%。少数供者的精液部分在所有接受者中一致诱导较低的耐受性反应。然而,当考虑两种精液部分的联合效应时,没有一个精液供者未能诱导可测量的耐受性反应。另一方面,一名接受者始终是低反应者。因此,接受者免疫细胞的特征和精液固有特性都是耐受性反应的重要决定因素。精液再暴露增强了Treg AIM表达。当Tregs暴露于VDSP负载的MoDCs时观察到最强效应。相比之下,SEV负载的MoDCs引起的反应较弱。大规模数据:不适用。局限性,注意事项:我们研究的一个局限性是,我们使用了来自随机供者的精液和循环接受者细胞,这些供者未根据任何临床特征(如不孕史)进行选择。此外,我们未将HLA-G含量和腺苷生成酶表达水平与Treg和AIM读数相关联。我们通过Treg激活表明精液诱导对其抗原的耐受性,但我们未证明识别哪些特异性抗原。我们假设在夫妇间观察到的精液诱导耐受性变异在生殖结局中起作用;然而,需要在临床特征明确的队列和使用组织微环境细胞进行更大规模的研究来建立这种联系。研究结果的更广泛意义:我们的发现表明,精液诱导的耐受性高度可变,可能受接受者因素的影响比精液供者因素更大。此外,对先前遇到的精液产生增强激活的Tregs的生成支持了训练免疫和抗原特异性耐受的概念,这些概念在接触伴侣精液后累积产生。这些Tregs准备扩增并支持携带父系同种异体抗原的胎儿妊娠。资金:这项工作由以下资助支持:美国国立卫生研究院/尤尼斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所(R01AI153342)给L.V.,美国国立卫生研究院/国家药物滥用研究所(R01DA040386)给F.H.,美国国立卫生研究院/国家促进转化科学中心(KL2TR002317)给G.G.G.。披露:作者声明无利益冲突。

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
模拟性伴侣的个体对之间在精液诱导的长期耐受性方面是否存在差异,以及这些差异主要由供者还是接受者因素决定?
核心机制
精液中的HLA-G和CD73等免疫调节分子可能通过诱导耐受性树突状细胞和生成腺苷来促进Treg分化,但具体机制仍需进一步验证。
主要证据
体外实验显示,SEV和VDSP诱导Tregs的频率范围广泛(2.8%至63.4%),且不同接受者反应差异显著,提示接受者因素对耐受性反应的影响更大。
研究意义
作者认为,个体间精液诱导耐受性的差异可能影响生殖结局,未来可能用于评估夫妇的免疫兼容性。

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

精液组分分离与表征

分离精液中的细胞外囊泡(SEV)和可溶性部分(VDSP),并检测免疫调节分子如HLA-G和CD73。

通过蔗糖梯度超速离心分离SEV和VDSP,使用Western blot检测HLA-G、CD39、CD73等,并测量CD73酶活性。

2

MoDC生成与精液组分刺激

评估精液组分对单核细胞来源树突状细胞(MoDCs)表型的影响,以模拟精液暴露。

从接受者PBMC中分离单核细胞,用GM-CSF和IL-4分化生成MoDCs,然后暴露于SEV或VDSP过夜。

3

MoDCs与初始CD4+ T细胞共培养

评估精液负载的MoDCs诱导初始T细胞分化为Tregs的能力。

将精液负载的MoDCs与自体初始CD4+ T细胞以1:3比例共培养7天,然后通过流式细胞术检测Treg标志物。

4

Treg再暴露与AIM测定

评估再暴露于精液组分后Tregs的激活情况,以探索抗原特异性记忆样反应。

在第7天收集共培养细胞,与新鲜负载SEV或VDSP的自体MoDCs再孵育过夜,然后用CD137+ CXCR4-标记检测AIM表达。

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
Lymphoprep™STEMCELL Technologies--
SepMate™STEMCELL Technologies--
超速离心机Beckman Coulter--
Amicon 100 kDa离心过滤器MilliporeSigma--
NanoSight NS300Malvern Panalytical--
qEVoriginal 70 nm柱Izon Science Limited--
NP-40裂解缓冲液Boston Bioproducts--
蛋白酶抑制剂Santa Cruz Biotechnologysc-24948
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
LDS上样缓冲液InvitrogenNP007
Bolt™ Bis-Tris Plus微型凝胶Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Life TechnologiesLC2002
Bolt抗氧化剂Thermo Fisher ScientificBT0005
抗HLA-ABC抗体eBioscience14-9983-82
抗HLA-C抗体Abcamab126722
抗HLA-DR抗体Santa Cruz Biotechnologysc-69673
抗HLA-DR, DP, DQ抗体BD Biosciences555557
抗HLA-E抗体Bio-RadMCA2193
抗HLA-G抗体BD Biosciences557577
抗CD39抗体Novus BiologicalsNBP2-25223SS
抗CD73抗体Cell Signaling Technology13160T
HRP标记的二抗(抗小鼠)Thermo Fisher Scientific31430
HRP标记的二抗(抗兔)System BiosciencesEXOAB-HRP
SuperSignal™ West Pico PLUS化学发光底物Thermo Fisher Scientific--
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
ATPAbnovaU0455
腺苷定量试剂盒Sigma-AldrichMAK433
EasySep™人单核细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies19359
ImmunoCult™培养基STEMCELL Technologies10987
重组人GM-CSFPeproTech300-03
重组人IL-4PeproTech200-04
Muse计数与活力试剂Luminex/Guava Technologies, Cytek Biosciences--
Muse细胞分析仪Luminex/Guava Technologies, Cytek Biosciences--
AIM V™培养基Gibco--
EasySep™人初始CD4+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies17555
重组人IL-2PeproTech200-02
Human TruStain FcX™BioLegend--
eBioscience™ Foxp3/转录因子固定/透化试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Cytek Aurora 5激光光谱流式细胞仪Cytek Biosciences--
FlowJo™软件BD Biosciences--
GraphPad PrismGraphPad Prism--

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
精液组分分离
超速离心参数(转速、时间、蔗糖垫浓度)
阅读提示:参见Materials and methods中的'Fractionation of semen'部分
MoDC生成与刺激
细胞因子浓度(GM-CSF 800 IU/ml, IL-4 250 IU/ml)、培养时间(5天)、SEV/VDSP浓度(10% v/v)、刺激时间(过夜)
阅读提示:参见Materials and methods中的'Generation and stimulation of monocyte-derived dendritic cells'部分
MoDC-T细胞共培养
共培养比例(1:3)、共培养时间(7天)、IL-2浓度(200 IU/ml)
阅读提示:参见Materials and methods中的'Coculture of semen-loaded MoDCs with naïve CD4+ T cells'部分
AIM测定
再刺激时间(24小时)、再刺激的精液样本匹配情况(linked/unlinked)、AIM标记(CD137+ CXCR4-)
阅读提示:参见Materials and methods中的'Experimental setup for activation-induced marker assay'部分