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支持细胞在调节生殖功能方面有重要作用

发布日期:2017-11-15

曲细精管主要由生精细胞和支持细胞组成。精子整个发生过程大部分是在曲细精管内完成的,曲细精管是由一种特殊的复层上皮构成的,这种上皮称为生殖上皮。生殖上皮细胞可分两种:一种是产生精子的生精细胞,另一种是起支持、营养生殖细胞作用并具有分泌功能的支持细胞。支持细胞(Sertoli Cell)在曲细精管中,支持细胞分布在各层生殖细胞之间,其底部居于基膜上,顶端伸向管腔,紧密排列而构成了血睾屏障。

支持细胞是启动青春期发育和维持成年精子发生的上皮细胞。它对精子的发生、成熟、获能和受精能力等许多方面均有重要作用。精子的发生和发育以及成熟过程都需要睾酮,实验已证明在曲细精管中只有支持细胞具有睾酮受体,生精细胞并不具有睾酮受体。睾酮只有与支持细胞分泌的雄性结合蛋白结合,通过分泌睾网液才能作用于生精细胞,以维持生精细胞的发育,如果睾酮供应不足,则会引起生精细胞的凋亡。

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支持细胞分泌睾网液,一些实验报告称,一只公山羊每天分泌的睾网液可达90mL,离开曲细精管的精子就是依靠这些睾网液得到营养并逐步漂移至附睾的。90%的睾网液在附睾头部被重吸收,这使睾网液中的钾离子高度浓缩成高渗的附睾液,有利于精子核进一步浓缩并排除胞浆而逐渐成熟。

近年来的研究发现,支持细胞还可以分泌各种细胞因子,如IL-1、IL-6、TGW-B、ACTH、类GnRH和雌二醇等物质,它们在维持和调节睾丸的局部微环境及生殖功能方面,发挥着重要作用。支持细胞的胞质能产生微丝,形成小格,紧密地包绕着生精细胞,使生精细胞的生长发育与机体的沟通完全隔绝。因为生精细胞是天然的优质抗原,只有完全隔绝它们,使它们的新陈代谢不与机体混淆,才能避免机体对生殖细胞产生免疫反应。

血液中的营养及各种物质,必须通过间质毛细血管分泌的间质液,给支持细胞供应营养,支持细胞再通过分泌睾网液的形式供应生精细胞。生精细胞在发育过程中的代谢产物和残余碎片,也必须通过支持细胞的自溶酶消化后,再通过间质中的常驻吞噬细胞进一步处理后,才能进入体内进一步代谢。精子形成后在支持细胞的间隙中被挤出,而支持细胞的特殊结构,就是避免产生自身免疫的屏障。这种屏障称为血睾屏障,血睾屏障除了支持细胞外,还包括生殖道中体液的免疫细胞和前列腺分泌物,免疫抑制因子所构成的免疫屏障,这将在生殖免疫系统中进行介绍。

支持细胞的调控因素也很复杂,包括激素、细胞因子、细胞黏附分子以及支持细胞与睾丸内其他细胞的相互接触等。这些因素之间也会相互作用,进而构成一个非常复杂的调节网络。其中影响支持细胞功能及分化的主要激素,有促滤泡素(FSH)和甲状腺素(T3)。促滤泡素(FSH)是雄性性成熟前支持细胞分化,和维持成年睾丸分化的主要激素,可以激发支持细胞分泌雄激素,结合蛋白和多种细胞黏附分子。FSH受体(FSHR)只位于睾丸的支持细胞和卵巢的颗粒细胞中,并且其表达具有极性,支持细胞只分布在基底部的细胞膜中。不同年龄段的支持细胞对FSH的反应并不相同。Kumar等建立了FSH译-亚单位缺陷的小鼠模型,结果,雌性小鼠在窦状卵泡(Antral Follicle)形成之前,卵泡发育停滞,雄性小鼠则具有生育力,但睾丸发育不良并有部分精子发生障碍Dierich等建立缺少FSHR的小鼠模型,得到同样结果。

美国试管婴儿服务机构好孕美宝介绍到,FSH为雌性卵泡发育所必需,而非启动精子发生所必需,但它是精子保持足够活率和活力的基础。FSH与支持细胞表面的FSHR结合要通过G蛋白转导激活腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP。FSH除了使cAMP增加外,还可以使钙离子内流增加。蛋白是支持细胞的主要分泌物,不过它对支持细胞和FSH的调控还有待进一步研究。

甲状腺素(T3)可调节支持细胞增殖过程,影响成熟支持细胞数量以及睾丸产生精子的能力。支持细胞与生精干细胞之间接触介导的相互作用,对于睾丸的发育非常重要。其中主要是神经细胞黏附分子(NCAM)为基础的细胞间黏附表达,Laslett等证实T3可调控这种表达。


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