激素敏感性脂肪酶下调及胆固醇受体/转运体失调影响HFD诱导的少弱精子症小鼠睾丸脂质稳态和功能

The downregulation of hormone-sensitive lipase and dysregulation of cholesterol receptors/transporter affect testicular lipid homeostasis and function in HFD-induced oligoasthenospermia mice.

作者信息Min Pan, Jingya Li, Yujia Wang, Ziao Liu, Li Li, Tongsheng Wang
PMID40760016
期刊Mol Med
发布时间2025-08-04
DOI10.1186/s10020-025-01327-x

实验完整度

包含体内HFD小鼠模型和体外PA处理TM3/TM4细胞两个独立证据层级,并通过过表达/敲低实验进行功能验证和机制验证。

主要模型

高脂饮食诱导的肥胖少弱精子症小鼠模型(C57BL/6) TM3小鼠Leydig细胞 TM4小鼠Sertoli细胞

重点核对

小鼠模型:8周龄雄性C57BL/6小鼠,随机分为ND组和HFD组,每组24只,喂养12周 细胞模型:TM3和TM4细胞,PA浓度梯度(0, 0.1, 0.2 mM)处理24小时 过表达/敲低:pEX-HSL、si-LDLr、si-SR-BI、si-ABCA1转染后PA刺激 检测指标:脂滴沉积(油红O/尼罗红)、游离胆固醇(Filipin)、HSL/LDLr/SR-BI/ABCA1表达、睾酮水平、BTB蛋白(ZO-1、Cx-43、vimentin、N-cadherin) 统计分析:独立样本t检验,单因素方差分析(ANOVA)和LSD,p<0.05为显著

摘要

背景:肥胖诱导的少弱精子症与睾丸脂质代谢有关。然而,肥胖诱导的少弱精子症脂质稳态失衡的机制尚不清楚。方法:以高脂饮食喂养的雄性C57BL/6小鼠建立体内模型。体外用棕榈酸(PA)处理TM3/TM4细胞。蛋白质组学分析睾丸中的差异蛋白。油红O和尼罗红用于观察脂滴(LDs)。 Filipin染色用于观察游离胆固醇(FC)。使用qRT-PCR、WB、免疫荧光和免疫组化分析激素敏感性脂肪酶(HSL)、低密度脂蛋白受体(LDLr)、B类I型清道夫受体(SR-BI)和ATP结合盒转运体A1(ABCA1)的表达。通过ELISA、透射电子显微镜和WB评估睾酮合成和血睾屏障(BTB)完整性。结果:HFD小鼠表现出血脂升高、精子质量下降和激素失衡。同时,HFD小鼠睾酮合成受损,BTB受损。在体内和体外模型中,观察到LDs沉积,HSL在Leydig和Sertoli细胞中表达下调。然而,两种细胞中胆固醇摄取受体和外排转运体的表达以及FC水平并不一致。在Leydig细胞中,胆固醇摄取受体(LDLr和SR-BI)表达上调,导致FC水平升高。在Sertoli细胞中,胆固醇外排转运体(ABCA1)表达上调,FC水平降低。过表达HSL改善了LDs积累并增加了睾酮水平。结论:HSL的下调和胆固醇受体/转运体的失调可能影响脂质稳态,从而损害睾丸功能。补充信息:在线版本包含补充材料,可在10.1186/s10020-025-01327-x获取。

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
肥胖如何通过影响睾丸胆固醇代谢和脂质稳态导致少弱精子症?
核心机制
高脂饮食通过下调Leydig细胞中HSL并上调LDLr和SR-BI,导致脂滴和游离胆固醇过度积累,损伤线粒体并下调类固醇合成酶,从而损害睾酮合成;同时下调Sertoli细胞中HSL并上调ABCA1,引起脂滴异常沉积和游离胆固醇耗竭,破坏血睾屏障完整性,最终导致少弱精子症。
主要证据
HFD小鼠模型和PA处理的TM3/TM4细胞显示脂滴沉积、HSL下调;Leydig细胞中LDLr/SR-BI上调、FC增加,Sertoli细胞中ABCA1上调、FC减少;过表达HSL或敲低LDLr/SR-BI减少脂滴并恢复睾酮水平。
研究意义
本研究揭示了肥胖通过“双重打击”损害精子发生的机制,为肥胖相关男性不育的防治提供了潜在靶点(如HSL激活)。

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

建立肥胖相关少弱精子症小鼠模型

评估高脂饮食诱导肥胖对小鼠精子质量和激素水平的影响

8周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(ND)和模型组(HFD),喂养12周,记录体重和摄食量,检测血脂、性激素、精子参数和肝脏病理。

2

检测睾丸脂质沉积和胆固醇代谢变化

观察HFD对睾丸脂滴积累和胆固醇代谢相关蛋白表达的影响

通过油红O和尼罗红染色观察脂滴,Filipin染色检测游离胆固醇,Western blot和免疫组化检测HSL、LDLr、SR-BI、ABCA1表达,并进行蛋白质组学分析。

3

评估睾酮合成和血睾屏障完整性

探究脂质代谢紊乱对睾酮合成和BTB结构的影响

ELISA检测血清和睾丸睾酮水平,TEM观察Leydig细胞线粒体和BTB超微结构,Western blot检测类固醇合成酶(StAR、TSPO、3β-HSD、17β-HSD)和BTB连接蛋白(ZO-1、Cx-43、vimentin、N-cadherin)。

4

体外PA处理细胞模型验证

验证PA诱导的脂质沉积和胆固醇代谢变化是否与体内一致

TM3和TM4细胞用不同浓度PA处理24小时,观察脂滴、游离胆固醇,检测相关蛋白表达。

5

过表达HSL或敲低胆固醇受体/转运体干预

验证HSL过表达或胆固醇受体/转运体敲低对脂质沉积和睾酮合成的影响

在TM3细胞中转染pEX-HSL、si-LDLr或si-SR-BI,在TM4细胞中转染pEX-HSL或si-ABCA1,后进行PA刺激,检测脂滴和睾酮水平。

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
高脂饲料(60%脂肪)Xietong Biological Co., Ltd.A121956
普通饲料(10%脂肪)Huafukang Biology Co., Ltd.2410320605
三溴乙醇Aibei Bio.M2910
Makler精子计数板Sefi-Medical Instruments, Ltd.--
瘦素ELISA试剂盒MeimianMM-0622M2
睾酮ELISA试剂盒JianglaiJL25196
促黄体生成素ELISA试剂盒JianglaiJL10432
促卵泡生成素ELISA试剂盒JianglaiJL10239
抑制素B ELISA试剂盒JianglaiJL10989
甘油三酯检测试剂盒JianchengA111-2-1
总胆固醇检测试剂盒JianchengA110-1-1
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒JianchengA113-1-1
高密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒JianchengA112-1-1
睾酮ELISA试剂盒(组织)MeimianMM-0569M1
油红O染色液ServicebioG1015
菲律宾霉素染料溶液GLPBIOGC12048
玻片扫描仪WISLEAPWS-10
冷冻切片机Leica--
荧光显微镜LeicaDmi8
荧光酶标仪Molecular DevicesGemini XPS
透射电子显微镜Hitachi ElectronicsH-600
蛋白质组学----
免疫组化二步法试剂盒ZGB-BioPV-9000
DAB显色液ZGB-BioZLI-9019
HSL抗体Immunoway#YT2240
ABCA1抗体Immunoway#YN2847
ZO-1抗体ServicebioGB111402
Alexa Fluor 488标记山羊抗兔二抗ZSGB-BIOZF-0511
DMEM-F12培养基----
马血清----
胎牛血清----
非必需氨基酸----
青霉素-链霉素----
棕榈酸SigmaP0500
人绒毛膜促性腺激素GLPBIOGP21266
pEX-HSL质粒GenePharma--
siRNA-LdlrGenePharma--
siRNA-Scarb1GenePharma--
siRNA-Abca1GenePharma--
SPARKeasy RNA提取试剂盒Spark JadeAC0201
逆转录试剂盒BIOS HarperBL 696a
qPCR SYBR Green预混液Yeasen11201es
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Spark JadeEC0001
HSL抗体Immunoway#YT2240
ABCA1抗体Immunoway#YN2847
TSPO抗体Immunoway#YT3612
LDLR抗体ZhengnengR380860
SR-BI抗体ZhengnengR25674
N-钙黏蛋白抗体ZhengnengR380671
β-肌动蛋白抗体ZhengnengR380624
17β-羟类固醇脱氢酶抗体Proteintech15116-1-AP
3β-羟类固醇脱氢酶抗体Proteintech15516-1-AP
Cx-43抗体ServicebioGB11234
波形蛋白抗体ServicebioGB11192
StAR抗体CusabioCSB-pa 174690
二抗ZENBIO511203
增强型化学发光检测试剂盒BiosharpBL520B
全自动化学发光图像分析系统Tanon5200

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
动物模型建立
小鼠品系、年龄、性别、分组、饲料类型和周期
阅读提示:Methods: Animals and treatment
细胞培养与处理
细胞系、培养基成分、培养条件、PA浓度和处理时间
阅读提示:Methods: Cell cultivation and treatment
基因干预
转染试剂、质粒/siRNA序列、转染后处理
阅读提示:Methods: Transfection (siRNA and overexpression plasmids)
分子检测
抗体品牌、货号、稀释比例、内参
阅读提示:Methods: Western blot, qRT-PCR, Immunohistochemistry, Immunofluorescence
功能检测
睾酮ELISA试剂盒、血睾屏障完整性检测方法
阅读提示:Methods: Hormone levels and biochemical indices; Results: Testosterone synthesis and BTB