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撰文丨王聰

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

在過(guò)去50年里，男性的精子質(zhì)量和生育力在持續(xù)下降，識(shí)別改變精子功能和生理的過(guò)程至關(guān)重要。此外，COVID-19大流行對(duì)年輕成年人（育齡男性）造成的深遠(yuǎn)而持久的壓力，導(dǎo)致精神疾病發(fā)病率顯著上升。

盡管有報(bào)道稱(chēng)壓力會(huì)影響生殖健康，但經(jīng)受的壓力如何傳遞給生殖細(xì)胞并影響生殖結(jié)果和生育能力的細(xì)胞和分子機(jī)制，目前尚不清楚。

近日，科羅拉多大學(xué)安舒茨醫(yī)學(xué)院、馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校的研究人員在 Nature 子刊 Nature Communications 上發(fā)表了題為：Stress increases sperm respiration and motility in mice and men 的研究論文。

這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究顯示，壓力引起的精子活力變化發(fā)生在壓力事件之后而不是壓力事件期間，而且這種變化提高了精子的性能，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解壓力如何影響生殖過(guò)程以改善胎兒發(fā)育結(jié)局至關(guān)重要。

論文通訊作者 Tracy L. Bale 教授表示，這項(xiàng)研究表明，在感知壓力后，精子活力有顯著的時(shí)間依賴(lài)性增加，這與之前關(guān)于人類(lèi)精子中miRN變化的研究一致。精子功能在壓力事件之后這一時(shí)機(jī)的改善，可能有利于提高出生率，特別是在經(jīng)歷了COVID-19大流行這樣的挑戰(zhàn)時(shí)期之后。

壓力（應(yīng)激）的長(zhǎng)期影響會(huì)在創(chuàng)傷或壓力結(jié)束后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳遞，這表明發(fā)生了應(yīng)變穩(wěn)態(tài)（allostasis），即細(xì)胞重新編程，以響應(yīng)環(huán)境挑戰(zhàn)而改變基本細(xì)胞功能。

在男性中，體細(xì)胞附睪上皮細(xì)胞（EEC）參與了精子功能和生育所需的過(guò)程，其產(chǎn)生并分泌對(duì)于精子成熟和活力至關(guān)重要的因子，包括生物納米顆粒，例如細(xì)胞外囊泡（EV）。之前的研究顯示，細(xì)胞外囊泡（EV）向精子傳遞了RNA和蛋白質(zhì)貨物，即使在壓力結(jié)束數(shù)月后，仍能觀察到可檢測(cè)的精子組成變化。

此外，該團(tuán)隊(duì)之前驗(yàn)證了一個(gè)體外EEC模型，該模型再現(xiàn)了體內(nèi)慢性父源壓力模型的主要特征，并允許收集特定細(xì)胞類(lèi)型的EV。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)精子與這些EV共同孵育時(shí)，壓力事件期間（而非壓力事件之后）EEC分泌的EV貨物的變化造成了生殖和后代發(fā)育結(jié)果發(fā)生變化。

因此，在這項(xiàng)最新研究，研究團(tuán)隊(duì)中利用了上述系統(tǒng)，以確定壓力激素介導(dǎo)的應(yīng)變穩(wěn)態(tài)（allostasis）的特定分子機(jī)制，并測(cè)試這種時(shí)間關(guān)系的功能影響，以確定應(yīng)激如何影響小鼠和人類(lèi)的精子功能。

研究團(tuán)隊(duì)首先在男性人群中研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)歷壓力后2-3個(gè)月內(nèi)，先前感知到的壓力會(huì)對(duì)精子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生顯著影響，這一時(shí)間點(diǎn)與團(tuán)隊(duì)之前的研究相吻合，該研究揭示了壓力與精子RNA（對(duì)生育至關(guān)重要）之間存在顯著相關(guān)性。

接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)利用體外壓力模型研究了小鼠中負(fù)責(zé)精子成熟的附睪上皮細(xì)胞（EEC）的壓力后時(shí)機(jī)的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)涉及與線粒體和代謝途徑相關(guān)的關(guān)鍵基因的7282個(gè)差異的H3K27me3結(jié)合DNA區(qū)域。此外，之前的壓力暴露顯著改變了附睪上皮細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡（EV）的組成和大小，當(dāng)將這些細(xì)胞外囊泡與小鼠精子混合時(shí)，會(huì)增加精子的線粒體呼吸和運(yùn)動(dòng)，這進(jìn)一步證實(shí)了壓力對(duì)胚胎發(fā)育的影響。

這些研究結(jié)果共同揭示了一條時(shí)間依賴(lài)的翻譯信號(hào)通路，該通路將壓力經(jīng)歷傳遞給精子，并最終影響生殖功能。由于該研究在人類(lèi)和動(dòng)物模型中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的，這些發(fā)現(xiàn)表明，這可能是一種跨物種的普遍應(yīng)對(duì)機(jī)制，這可能為更廣泛的生殖健康影響提供新見(jiàn)解。

論文第一作者 Nickole Moon 博士表示，想象一下，你正在開(kāi)車(chē)艱難地爬上一個(gè)陡峭的山坡。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)受到壓力時(shí)，汽車(chē)的效率就會(huì)降低。但只要再加一點(diǎn)油，你就可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，讓駕駛更平穩(wěn)。正如汽車(chē)在壓力下會(huì)變得更有效率，通過(guò)正確的調(diào)整，當(dāng)壓力誘發(fā)因素存在時(shí)，細(xì)胞也會(huì)提高它們的能量生產(chǎn)和運(yùn)動(dòng)。

最后，研究團(tuán)隊(duì)表示，壓力對(duì)生殖細(xì)胞、生育能力的影響，以及父母所經(jīng)歷的壓力的跨代傳遞機(jī)制還不是很清楚，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入了解過(guò)去的壓力因素如何影響未來(lái)的后代。此外，這項(xiàng)研究對(duì)象雖然說(shuō)男性，但探索壓力在生育過(guò)程中對(duì)男女雙方影響很重要性。團(tuán)隊(duì)最終感興趣的是所經(jīng)歷的壓力如何影響胎兒發(fā)育，尤其是大腦發(fā)育。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52319-0

原標(biāo)題：《Nature子刊：壓力竟能提高精子活力，新冠大流行結(jié)束后，男性生育力反而提升？》

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