蔡玉,邓明田,刘孜斐,张国敏,马键宇,安世钰,王智博,张艳丽,王锋

(南京农业大学江苏省家畜胚胎工程实验室,江苏 南京 210095)

精子发生是雄性生殖期的一个循环过程,保障了哺乳动物种群的正常繁衍和遗传物质的稳定[1]。哺乳动物精子的发生在睾丸曲精细管上皮进行,主要由3个阶段组成:精原细胞的有丝分裂、精母细胞的减数分裂和成熟精子的形成[2]。在分裂过程中,精原干细胞分化产生精原细胞,促进精子形成[3],同时保持自我更新能力以维持自身数量稳定和精子发生[4]。因此,精原干细胞是雄性动物精子发生和生殖的基础。

氧化应激是体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)与抗氧化剂之间不平衡的结果,在精子发生中起着核心作用。适量ROS的产生对于精子获能和精卵结合必不可少,但过量的ROS会导致精子脂质膜过氧化、DNA损伤、畸形和过度凋亡[5],引起精子发生障碍,最终造成雄性不育[6]。研究发现,抗氧化治疗可在一定程度上提高精子浓度、活力和精子形态[7]。对干细胞中ROS的研究已有报道,癌症干细胞中ROS含量较高,种类复杂,常引发恶性肿瘤的发生[8]。在造血、神经和肌肉干细胞中,ROS和氧化还原稳态对于干细胞功能维持及其组织动态平衡至关重要[9]。随着人类胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)的分化,线粒体DNA含量增多,ROS水平升高,过氧化氢酶(catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)表达量下降[10]。而在成骨分化后,人类间充质干细胞中线粒体质量和耗氧量显著增加,抗氧化酶SOD和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)的表达上调,阻断了细胞内ROS的积累[11]。……