Протеомный анализ демонстрирует, что негативный модулятор функции сперматозоидов гликоделин избыточно представлен в семенных экзосомах, изолированных у пациентов с астенозооспермией
Гликоделин в экзосомах эякулята является веществом, потенциально способным вызывать астенозооспермию.
Вопрос исследования
Существуют ли различия в протеомном профиле экзосом, изолированных из семенной плазмы мужчин с нормозооспермией (НСП) и тяжёлой астенозооспермией (ТА), потенциально влияющие на характеристики сперматозоидов?
Краткий ответ
Значимая группа белков, которые обладают известным положительным регуляторным действием на функцию сперматозоидов, избыточно представлены в семенных экзосомах мужчин с НСП, например это богатый цистеином секреторный белок — 1 (CRISP1), тогда как экзосомы пациентов с ТА были обогащены ингибирующим белком гликоделином.
Что уже известно
Экзосомы секретируются во всех отделах мужского репродуктивного тракта и, как считается, участвуют в созревании и функционировании сперматозоидов. Сперматозоиды в эякуляте всё ещё способны захватывать экзосомы; экзосомы у субъектов с НСП улучшают подвижность сперматозоидов и облегчают капацитацию, тогда как экзосомы у мужчин с ТА не обладают такими свойствами.
Дизайн, объём и продолжительность исследования
Образцы спермы от мужчин с НСП и ТА в возрасте от 18 до 55 лет, зарегистрированных в одном центре ЭКО, были рассмотрены для включения в проект этого исследования. Субъекты были распределены в три группы: поисковая когорта (пять мужчин с НСП и шесть пациентов с ТА), валидационная когорта (семь мужчин с НСП и семь мужчин с ТА) и когорта для анализа по гликоделину (20 мужчин с НСП и 37 мужчин с ТА). Экзосомы были выделены из эякулята каждого участника исследования.
Участники / материалы, условия, методы
Экзосомы были охарактеризованы с помощью анализа отслеживания наночастиц, трансмиссионной электронной микроскопии и вестерн-блоттинга. Всесторонний протеомный анализ экзосомального протеома выполнялся с помощью тандемной масс-спектрометрии с жидкостной хроматографией в наношкале. Программа Funrich была использована для определения статистического обогащения регуляторных каскадов, сетей и терминов идентифицированных белков в Gene Ontology. Валидация белков с дифференциальной экспрессией выполнялась с помощью ELISA и вестерн-блоттинга.
Основные результаты и влияние случайности
Всесторонний протеомный анализ идентифицировал всего 2138 белков в обеих группах. Было 89 белков с дифференциальной экспрессией в экзосомах у пациентов с НСП и ТА, из которых 37 имели повышенную экспрессию в группе НСП и 52 – в группе ТА. Одна треть ассоциированных с экзосомами белков с высокой экспрессией в образцах НСП участвуют в репродуктивных процессах; наоборот, белки с повышенной экспрессией в образцах при ТА не являются функционально специфичными. Количественные данные были подтверждены по семенным экзосомам из разных когорт испытуемых.
Ограничения и причины для осторожности
Перенос белков из экзосом в сперматозоиды был подтверждён лишь частично, а механизмы их захвата пока описаны плохо.
Более широкие выводы из полученных результатов
Семенные экзосомы несут белки, которые потенциально могут улучшать или подавлять репродуктивные процессы у людей. Лучшее понимание этих феноменов может проложить путь к новым методам терапевтического воздействия при мужском бесплодии.
Финансирование исследования / конфликт интересов
Это исследование финансировалось Министерством здравоохранения Италии через грант Institution Seed Grant. Ни у кого из авторов нет конфликтов интересов.
Valentina Murdica, Greta Chiara Cermisoni, Natasa Zarovni, Andrea Salonia, Paola Viganò, Riccardo Vago
Human Reproduction, Volume 34, Issue 8, August 2019, Pages 1416–1427
DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/dez114