芳香化酶通过下调精浆细胞外囊泡中ATP合成相关蛋白表达降低公鸡精子活力

《BMC Genomics》：Aromatase reduces sperm motility by down-regulating the expression of proteins related to ATP synthesis in seminal plasma extracellular vesicles

编辑推荐：为解决芳香化酶(Cyp19a1)如何影响公鸡精液品质的机制问题，华中农业大学团队通过构建LV-CYP19A1慢病毒过表达模型，发现芳香化酶通过下调精浆细胞外囊泡(SPEV)中ENO4、SDHA等8种关键蛋白表达，抑制ATP合成和精子鞭毛运动，最终导致精子活力下降。该研究发表于《BMC Genomics》，为雄性生殖调控提供了新靶点。

　　 在畜禽育种中，公鸡的精液品质直接决定繁殖效率，而精子活力是关键指标。然而，随着种鸡年龄增长，睾酮(T)水平下降、雌二醇(E₂)水平上升，常伴随精子活力降低。芳香化酶(Cyp19a1)作为雌激素合成的限速酶，其过表达会打破T/E₂平衡，但具体机制尚不明确。近年研究发现，精浆细胞外囊泡(SPEV)可通过携带蛋白质、RNA等调控精子功能，但SPEV是否介导芳香化酶对精液品质的影响仍是未解之谜。

华中农业大学团队在《BMC Genomics》发表的研究中，通过构建慢病毒载体(LV-CYP19A1)靶向睾丸过表达芳香化酶，结合蛋白质组学技术，揭示了SPEV在芳香化酶调控精子活力中的关键作用。研究采用的主要技术包括：慢病毒睾丸注射构建模型、计算机辅助精液分析(CASA)、透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)鉴定SPEV特征、串联质谱标签(TMT)蛋白质组学筛选差异蛋白，以及生物信息学分析。

过表达Cyp19a1降低公鸡精液品质 实验组(LV-CYP19A1)的精液量、受精率、精子活力及运动参数(VSL、VCL、VAP)均显著下降，同时血清和精浆中T降低、E₂升高，证实芳香化酶破坏激素平衡并损害生殖性能。

SPEV特征与蛋白质组学分析 透射电镜显示SPEV为直径170 nm的双层膜结构，含标志蛋白CD9/TSG101。蛋白质组学鉴定出966个差异表达蛋白(DEPs)，其中663个下调。GO分析显示DEPs富集于ATP合成耦联电子传递(如SDHA、SDHB、UQCRC1)、鞭毛运动(如ENO4、SPAG6)和类固醇代谢(如APOB、FXN)。KEGG通路提示PI3K-Akt和钙信号通路可能参与调控。

关键蛋白互作网络 PPI分析发现，ENO4与ATP合成相关蛋白(SDHA、SDHB)及鞭毛运动蛋白(SPAG6、TEKT2)互作；FXN参与线粒体电子传递链；VIN和ITGB3则通过PI3K-Akt通路影响精子功能。这些蛋白的协同下调可能是精子活力降低的核心机制。

结论与意义 该研究首次阐明芳香化酶通过SPEV下调ATP合成和鞭毛运动相关蛋白表达，从而损害精子活力的分子机制。发现的8个关键蛋白(ENO4、APOB、SDHA等)为雄性不育诊断和治疗提供了新靶点。此外，研究为家禽育种中通过调控激素平衡改善精液品质提供了理论依据，对畜牧业生产具有重要应用价值。