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在细胞膜表面存在大量糖缀合物,介导机体的生理及病理过程,如精卵识别、淋巴细胞归巢、细菌与宿主细胞间黏附、炎症反应以及胚胎着床等。Lewis聚糖是岩藻糖化的乳糖系列聚糖,根据其糖链结构不同分为Le~X、Le~Y、Le~a、Le~b、sLe~X等,而Le~X、Le~Y的差异只是末端岩藻糖Fucα1-2的有无。Lewis聚糖与个体发育、器官形成、造血细胞分化及肿瘤发生转移密切相关。本实验室前期Lewis聚糖在雌性生殖系统中的功能研究显示:岩藻聚糖抗原Le~Y在着床期的子宫内膜细胞和胚泡中持续高表达,在卵巢激素调节下作为信息分子参与母-胎识别、黏附和调控着床。催化Lewis聚糖合成的关键酶(岩藻糖基转移酶futs)在围着床期子宫内膜表达趋势与Lewis聚糖蛋白表达一致,说明聚糖合成受其合成关键酶基因调控。精子离开睾丸时虽然高度分化但并未完全成熟,其在通过附睾管运行过程中,与附睾管腔液的微环境相互作用,获得前向运动能力和使卵子受精的潜能。精子成熟过程主要在附睾完成,附睾头部又是精子成熟主要发生区域。附睾上皮分泌的蛋白通过参与精子质膜在顶体反应、精卵识别和融合作用来调控精子的成熟和获能。文献报道人精浆中含有0.3-0.4mg/ml游离岩藻聚糖,并富含Le~X和Le~Y的抗原决定基和大量糖基转移酶。本文采用c57鼠睾丸、附睾组织作为研究对象,利用Le~X和Le~Y两种单克隆抗体,通过免疫组织化学、RT-PCR、Western-blot等技术,分析岩藻聚糖的来源及定位,探讨精浆中的岩藻聚糖与精子发育成熟的相关性,得到以下结果:(一)免疫组织化学检测Le~X和Le~Y在小鼠睾丸、附睾不同区域(头部、体部、尾部)的表达,结果显示:在小鼠睾丸中没有Le~X和Le~Y表达,而在附睾头部及其腔内所含的精子表面则强烈表达,在附睾体部、尾部表达减弱,具有高度区域特异性。RT-PCR结果显示:Le~X合成的关键酶fut9在附睾头部有强烈表达,体部及尾部表达减弱;Le~Y合成的关键酶fut1、fut4表达从附睾头部、体部和尾部呈逐渐降低趋势,同一种基因表达具有显著的区域特异性。鉴于岩藻糖化聚糖Le~X和Le~Y主要表达在附睾头部,而附睾头部又是精子成熟主要发生区域,提示Le~X及Le~Y在精子成熟过程具有重要作用。Western-blot结果显示:Le~X分子量为30kDa~40kDa蛋白睾丸中强表达,附睾头部、体部及尾部呈逐渐降低:而分子量为40kDa~60kDa蛋白附睾头部、体部及尾部呈逐渐升高;Le~Y睾丸、附睾不同区域均有表达,50kDa左右蛋白在附睾头部、体部明显表达,而进入附睾尾部表达下降,60kDa~70kDa蛋白在附睾头部、体部、尾部呈逐渐降低,不同分子量的蛋白,表达趋势不同,推测其在各部位起的作用不同,总体来说附睾头部蛋白表达量高,而体部、尾部降低。综合分析这些结果,提示岩藻糖化聚糖主要在附睾头部表达,而精子成熟主要发生在附睾头部,推测其主要的生物学功能在附睾头部发挥,与精子在附睾头部成熟密切相关。(二) RT-PCR技术对青春期(5周、7周、11周)、成年期(6个月)、衰老期(400天)小鼠睾丸、附睾中岩藻糖基转移酶futs的表达分析显示:fut1、fut4在不同发育周期附睾头部、体部及尾部表达趋势基本一致,青春期表达低、成年期表达量最高、衰老期后表达下降,呈现随年龄变化波动趋势,这与生长发育各阶段激素变化相一致,表明基因表达受激素调控。fut9在不同发育周期附睾头部、尾部表达无明显变化趋势,而在不同发育周期的附睾体部表达呈趋势变化,即在青春期有表达,在成年期表达至高峰,进入衰老期表达下降,说明其可能在附睾体部发挥功效,其表达同样受激素调控。(三)免疫组化技术检测不同发育时期(3周、5周、7周、成熟期)小鼠睾丸、附睾中Le~X和Le~Y表达发现:附睾头部Le~X和Le~Y表达3周龄鼠弱,5周龄、7周龄以及进入成年期逐渐增多;附睾体部Le~X表达3周龄弱,7周龄强,成年期减弱;而Le~Y在5周龄表达较强。附睾尾部Le~X和Le~Y表达情况基本一致,则在3周龄表达强,随着生长发育进入各周期表达渐弱。3周龄鼠附睾上皮细胞处于分化期,附睾头部、体部、尾部细胞差异不明显,均以分泌Le~X和Le~Y细胞为主,Le~X和Le~Y表达在各部位没有明显的区域性差异。5周、7周龄鼠附睾上皮细胞处于增生期,附睾头部、体部细胞进一步分化,附睾头部、体部表达强,呈现一定程度的区域差异;成年鼠附睾上皮细胞分化完成,附睾头部、体部和尾部细胞表现出明显差异,Le~X和Le~Y即在附睾头部主要表达,而附睾体部和尾部表达弱,提示其表达呈组织特异性。本研究进一步说明附睾头部为Le~X和Le~Y主要表达部位,推测其可能有促进精子的成熟作用。精子成熟发生机制十分复杂,本课题研究结果提示岩藻糖化聚糖Le~X和Le~Y与精子成熟有关,但其在精子成熟过程中的作用仍需继续探索。