精子表面的Kisspeptin受体反映犬附睾成熟。

Kisspeptin Receptor on the Sperm Surface Reflects Epididymal Maturation in the Dog.

作者信息Alessia Gloria, Alberto Contri, Elena Mele, Silvia Fasano, Riccardo Pierantoni, Rosaria Meccariello
PMID34576283
发布时间2021-09-19
DOI10.3390/ijms221810120

实验完整度

中

包含蛋白表达检测(Western blot、免疫沉淀)、流式细胞术和荧光显微镜检测精子表面受体、精子动力学和形态评估,但主要为观察性分析,缺乏功能干预实验如激动剂/拮抗剂处理。

主要模型

犬睾丸组织 犬附睾精子(头、体、尾)

重点核对

附睾分段(头、体、尾)以及每个节段的精子 精子表面Kiss1R表达的流式细胞术检测,使用标记的Kiss1R抗体和PI进行膜完整性分析 精子动力学参数(总活力、前向运动、VAP、VSL、VCL等)通过CASA系统测量 蛋白免疫印迹检测Kiss1R和Kiss1,以及膜制备物检测膜Kiss1R

摘要

摘要 除了众所周知的中枢调节作用外,Kisspeptin系统,包括Kiss1、其裂解产物(Kisspeptins)和Kisspeptin受体(Kiss1R),被发现调节脊椎动物的性腺功能;然而,其在雄性配子中的功能作用及其在成熟过程中的定位尚不清楚。本研究分析了犬睾丸和从附睾不同节段获取的精子中的Kisspeptin系统,重点关注精子表面的Kiss1R以及在附睾转运过程中的成熟,通过精子动力学、形态和鱼精蛋白化的改变来证明。在犬睾丸中检测到Kiss1和Kiss1R蛋白。仅在附睾精子的总蛋白提取物中检测到受体Kiss1R,而斑点印迹显示附睾液中有Kiss1免疫反应性。通过流式细胞术观察到,在附睾长度方向上,精子表面的Kiss1R蛋白增加,尾部精子显示质膜完整性和Kiss1R蛋白(p < 0.05 vs. 附睾头和体),并通过落射荧光显微镜和精子膜制备物的Western blot进一步证实。与此同时,在附睾转运过程中,精子显著改变了其运动能力和运动模式;也发生了鱼精蛋白化的逐渐增加。总之,在犬睾丸和精子中检测到Kisspeptin系统。Kiss1R沿附睾长度向质膜转运以及附睾液中的Kiss1提示Kisspeptin系统在精子成熟和储存中的新功能作用。

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
Kisspeptin系统在犬睾丸和附睾精子成熟过程中的存在及功能角色尚不清楚。
核心机制
Kiss1R从精子内部向质膜的转运发生在附睾转运过程中,可能涉及受体再循环;附睾液中的Kiss1可作为旁分泌因子作用于精子表面的Kiss1R,参与精子成熟和储存的调节。
主要证据
在犬睾丸中检测到Kiss1和Kiss1R;Western blot显示精子总蛋白中Kiss1R而非Kiss1存在;流式细胞术和荧光显微镜显示精子表面Kiss1R沿附睾长度增加,尾部精子表面Kiss1R阳性比例最高;膜蛋白提取物仅在附睾尾部精子检测到Kiss1R;附睾液中存在Kiss1免疫反应性。
研究意义
研究首次在脊椎动物中发现Kiss1R向质膜的转运与附睾精子成熟相关,提示Kisspeptin系统在精子成熟和储存中发挥新功能,Kiss1R可能作为精子成熟的生理标志物。

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

检测睾丸中Kiss1和Kiss1R表达

验证犬睾丸中是否存在Kisspeptin系统的蛋白表达。

通过Western blot分析犬睾丸和附睾尾韧带中的Kiss1和Kiss1R蛋白,并以大鼠睾丸作为阳性对照,通过预吸附和免疫沉淀验证特异性。

2

检测精子不同附睾节段中Kiss1和Kiss1R表达

比较附睾头、体、尾精子中Kiss1和Kiss1R的表达差异。

从犬附睾不同节段收集精子,制备总蛋白提取物,通过Western blot检测Kiss1R和Kiss1,并分别以GAPDH和精子数标准化。

3

分析精子表面Kiss1R表达与膜完整性

评估精子表面Kiss1R表达随附睾成熟的变化及其与质膜完整性的关系。

使用荧光标记的抗Kiss1R抗体和PI染色,通过流式细胞术检测精子表面Kiss1R表达和膜完整性;通过荧光显微镜确认,并计算亚群比例。

4

检测附睾液中Kiss1免疫反应性

检测附睾液中是否存在Kiss1蛋白或裂解产物。

通过斑点印迹分析附睾液样本,检测Kiss1免疫反应性,以BSA为阴性对照,犬睾丸为阳性对照。

5

评估精子质量参数随附睾转运的变化

验证附睾成熟对精子动力学、形态和DNA鱼精蛋白化的影响。

使用CASA系统分析精子运动参数,通过相位对比显微镜评估精子形态,使用色霉素A3染色评估鱼精蛋白缺乏,比较不同附睾节段。

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
RIPA裂解缓冲液系统Santa Cruz Biotechnologysc-24948
蛋白酶抑制剂混合物----
PVDF膜----
TransBlot Turbo转印系统Bio-Rad--
抗Kiss1R抗体Santa Cruz Biotechnologysc-134499
抗Kiss1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-18134
Western印迹化学发光试剂Santa Cruz Biotechnologysc-2048
剥离缓冲液Santa Cruz Biotechnologysc-281698
抗α-微管蛋白抗体ElabscienceE-AB-20036
抗GAPDH抗体Sigma-Aldrichc-8795
蛋白G加琼脂糖Santa Cruz Biotechnologysc-2002
Zip Alexa Fluor 488快速抗体标记试剂盒Invitrogen--
碘化丙啶(PI,LIVE/DEAD®精子活力试剂盒)Molecular Probes--
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
落射荧光显微镜BX51Olympus Lifescience--
Bürker计数板Merck--
CASA系统IVOS 12.3Hamilton Thorne Biosciences--
Mackler计数池Sefi Medical Instruments--
相位对比显微镜BX51Olympus Lifescience--
色霉素A3Sigma-Aldrich--
丙泊酚Merial Italia--
异氟烷2%Esteve--
4%氯己定擦洗液----

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
动物选择
犬的体重范围(18-28 kg)和年龄范围(2-6岁),健康状态
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.1 (Animals)
附睾精子收集
附睾分段(EH、EC1、EC2、ET)的划分方法,精子释放条件(TRIS溶液,1 mL,60分钟,20°C)
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.3 (Epididymis Collection and Samples Harvest)
蛋白提取
RIPA缓冲液配方,蛋白酶抑制剂浓度,离心条件(800×g, 15分钟;11,000×g, 30分钟)
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.4.1 (Total Protein Extraction)
流式细胞术检测Kiss1R表面表达
标记抗体的制备和稀释(1:50),精子浓度(50×10^6 cells/mL),孵育时间(30分钟),PI浓度(2.4 µmol/L),流式细胞仪设置
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.4.5 (Detection of Kiss1R on Surface of Epididymal Spermatozoa)
精子动力学分析
精子稀释浓度(40×10^6/mL),CASA系统设置(30帧/秒,60帧/秒等)
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.5.2 (Sperm Kinetics)