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钾离子通道对人精子RVD过程影响的体外实验研究

翁达飞  
【摘要】:目的:哺乳动物及人的精子从生成到受精的过程中都会经历渗透压的改变,精子在进入低渗环境时,为了维持精子正常的形状、功能及胞质内大分子的浓度,精子会发生一个调节性细胞容量下降(regulatory volume decrease,RVD)的过程,钾离子通道参与了这个过程的发生及发展。本研究中,我们利用钾离子通道阻滞剂奎宁(quinine)阻断人精子的钾离子通道以观察钾离子通道在精子RVD过程中的作用并初步探讨其作用机制。 方法:首先,我们选择各项指标正常的人精子标本并通过梯度离心法优选精子。优选后的每份精子分为两大部分。第一部分优选后的精子分为五组,每组分别加入至渗透压分别为200、275、290、310、330mmol/kg的BWW液中,其中200、275、290mmol/kg三组再次各自分为奎宁浓度分别为0.1mmol/L、0.3mmol/L及空白对照共三小组,11组精子于37℃水浴箱孵育30分钟后行计算机辅助精液分析系统(computer-assistedsemenanalysis,CASA)分析。然后将这十一组精子悬液标本涂片以Diff-Quik法染色并以显微镜计数各组精子的尾部卷曲率。第二部分优选后的精子再分为两组:第一组加入奎宁使之终浓度为0.3mmol/L,第二组为空白对照组。两组精子在37℃孵箱孵育30min后以流式细胞仪测定每组精子的FSC以反映其体积大小。 结果:1)实验结果表明,随着渗透压从200mmol/Kg上升至290mmol/Kg,精子的曲线速率(curvilinear velocity,VCL)呈现不断上升的趋势,但无显著意义(P0.05),而随着奎宁浓度的上升,精子的VCL逐渐下降,在275mmol/Kg时,奎宁浓度为0.1和0.3mM时,精子的VCL较对照组明显降低,差异性显著(P0.05);随着渗透压从200mmol/Kg上升至290mmol/Kg,精子的直线型(linearity,LIN)无明显差异性改变(P0.05)。随奎宁浓度的上升,精子的LIN参数不断下降,有明显差异(P0.05);渗透压从200mmol/Kg上升至275mmol/Kg,精子的直线速率(straight line velocity, VSL)有明显差异(P0.05),但渗透压从275mmol/Kg上升至290mmol/Kg时,精子的VSL虽有上升,但差异性不明显(P0.05)。随着奎宁浓度的升高,精子的VSL有下降趋势,差异性显著(P0.05);随着渗透压和奎宁浓度的上升,精子的头侧摆幅度(amplitude of lateral head displacement,ALH)均无显著性改变(P0.05)。2)在渗透压为200、275、290mmol/Kg的各组内,空白对照、0.1mM奎宁、0.3mM奎宁组的精子尾部卷曲率逐渐升高,差异性明显(P0.05),其中290mmol/Kg组内随着奎宁浓度的上升,精子尾部卷曲率有显著性差异(P0.05)。在奎宁空白的各组之间,随着渗透压从200mmol/Kg上升至290mmol/Kg,精子的尾部卷曲率逐渐降低,差异明显(P0.05);在奎宁浓度都为0.1mM的各组之间,随着渗透压升高,精子的尾部卷曲率逐渐降低,差异明显(P0.01);在奎宁浓度都为0.3mM的各组之间,随着渗透压升高,精子的尾部卷曲率逐渐降低,差异明显(P0.05)。3)对空白对照组、Triton处理组及0.3 mM奎宁组的精子悬液行流式细胞仪检测精子FSC的值,计算空白组与Triton处理组FSC的差值和0.3mM奎宁组与空白组FSC差值的差异性,统计结果表明有显著性差异(P0.01) 结论:奎宁阻断精子钾离子通道后导致精子RVD调节功能发生障碍,在类似于女性生殖道的低渗环境中,精子体积增大、尾部发生卷曲,精子尾部鞭毛摆动所产生的动力降低,从而导致了精子VCL、VSL及LIN的降低,直接影响了精子的运动功能,这种运动能力的降低直接影响了精子穿透宫颈粘液屏障及精子在输卵管中的移行,从而导致男性不育症的发生。精子RVD调节功能障碍可能是男性不育症的重要原因之一。


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