Клеточный анализ [Ca2+]i-сигнализирования у субфертильных мужчин: характеристики и связь с исходом фертилизации
Вопрос исследования:
Каковы характеристики прогестерон-индуцированного (CatSper-опосредованного) клеточного [Ca2+]i-сигнала у субфертильных мужчин и как они связаны с их оплодотворяющей способностью?
Краткий ответ:
Клеточный анализ прогестерон-индуцированного (CatSper-опосредованного) [Ca2+]i показал, что сниженная чувствительность к прогестерону является распространённой характеристикой сперматозоидов субфертильных пациентов и коррелирует с частотой фертилизации.
Что уже известно:
Стимуляция прогестероном является широко применяемым методом для оценки [Ca2+]i-мобилизации через активацию CatSper сперматозоидов человека. Несмотря на то, что данные ограничены, популяционные исследования сперматозоидов показали, что существует ассоциация плохого [Ca2+]i-ответа на прогестерон и сниженной способности к оплодотворению.
Дизайн, объём и продолжительность исследования:
Это было когортное исследование, в котором использовались образцы спермы 21 донора и 101 пациента отделения вспомогательных репродуктивных технологий в Ninewells Hospital Dundee, включённых в протоколы ВРТ. Пациентов набирали с января 2016 г. по июнь 2017 г.
Участники / материалы, условия, методы:
Доноры спермы и пациенты включались в исследование в соответствии с решением локального этического комитета (13/ES/0091) East of Scotland Research Ethics Service (EoSRES) REC1. [Ca2+]i-ответ оценивался с помощью визуализации одной клетки, а показатели подвижности — с помощью компьютер-ассистированного анализа спермы (CASA).
Основные результаты и влияние случайности:
Для анализа выборка пациентов была разделена на три группы: ЭКО(+ve) (успешная фертилизация; 62 образца), ЭКО-НФ (неудавшаяся фертилизация; восемь образцов) и ICSI (21 образец). Ещё 10 образцов в группе ЭКО демонстрировали большие спонтанные колебания [Ca2+]i, и поэтому ответ на прогестерон в них проанализровать было нельзя.
Все образцы от пациентов с [Ca2+]i-индикатором fluo4 отвечали на стимуляцию прогестероном двухфазным увеличением флуоресценции (транзиторная фаза и плато), которое напоминало картину в донорских образцах после стимуляции прогестероном. Средний нормализованный ответ (прогестерон-индуцированное усиление флуоресценции, нормализованное по отношению к уровню покоя) был значительно менее выраженным в группах пациентов ЭКО-НФ и ICSI по сравнению с донорами.
Все образцы были далее проанализированы с помощью составления графиков для каждой клетки, отражающих связь между интенсивностью флуоресценции в покое и прогестерон-индуцированным усилением флуоресценции. В донорских образцах эти графики лежали близко друг к другу и имели градиент ≈ 2, а графики большинства образцов ЭКО(+ve) очень напоминали распределение у доноров.
Однако, в подгруппе (≈ 10%) образцов ЭКО(+ve), 3 из 8 образцов ЭКО-НФ и одной трети образцов ICSI градиент графика был значительно ниже, что указывало на аномально низкий ответ клеток на прогестерон. Оценка связи между градиентом (коэффициентом регрессии в графике) в образцах группы ЭКО и частотой фертилизации продемонстрировала положительную корреляцию. В группах ЭКО-НФ и ICSI доля клеток, в которых можно было обнаружить ответ на прогестерон, была значительно ниже, чем среди доноров и пациентов группы ЭКО(+ve).
Примерно 20% клеток в образцах доноров, ЭКО(+ve) и ICSI имели колебания [Ca2+]i при контакте с прогестероном, но в образцах ЭКО-НФ только ≈ 10% клеток имели колебания и значительно выше была доля клеток без колебаний вообще. Уровень подвижности при гиперактивации был ниже в группах ЭКО(+ve) и ЭКО-НФ по сравнению с контрольной группой, а в группе ЭКО-НФ он был ниже, чем в ЭКО(+ve).
Ограничения, причины для осторожности:
Это исследование in vitro, и экстраполяцию его результатов на условия in vivo нужно проводить с осторожностью.
Более широкие выводы из полученных результатов:
Это исследование продемонстрировало важные подробности нарушенного [Ca2+]i-сигнализирования в сперматозоидах субфертильных мужчин, которые нельзя было обнаружить в популяционных исследованиях.
Финансирование исследования / конфликт интересов:
Это исследование было спонсировано грантом MRC (MR/M012492/1; MR/K013343/1). Дополнительное финансирование было представлено Chief Scientist Office / NHS Шотландии.
Аннотация:
Сперматозоиды субфертильных мужчин имеют нарушенную реакцию кальциевых каналов на прогестерон.
Авторы: Mark C Kelly Sean G Brown Sarah M Costello Mythili Ramalingam Ellen Drew Stephen J Publicover Christopher L R Barratt Sarah Martins Da Silva
Reproductive and Developmental Biology, School of Medicine, Ninewells Hospital and Medical School, University of Dundee, Dundee DD19SY, UK
Журнал: Human Reproduction, Volume 33, Issue 6, 1 June 2018, Pages 1023–1033
DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/dey096
Ссылка на источник