口服抗菌肽 MPX 可有效调节睾丸氧化应激和血睾屏障损伤

《Scientific Reports》：Oral administration of antimicrobial peptide MPX can effectively regulate LPS-mediated testicular oxidative stress and blood?testis barrier damage

为探究抗菌肽对睾丸氧化应激和血睾屏障的作用，研究人员开展 MPX 相关研究，发现 MPX 有调节作用，意义重大。

　　在男性生殖健康领域，睾丸炎症、退化及功能受损是导致男性不育的重要因素，其中氧化应激和血睾屏障（Blood-testis barrier，BTB）通透性的改变被视为关键诱因。血睾屏障就像睾丸的 “保护盾”，能阻挡有害物质，维持精子发育的无菌环境。然而，细菌感染时，脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）等物质会打破这一平衡，引发炎症，破坏血睾屏障，影响精子质量。同时，抗菌肽（Antimicrobial peptides，AMPs）虽被视为抗生素的有力替代物，但它对睾丸氧化应激和血睾屏障的调节机制却尚不明确。为了解开这些谜团，河南科技学院动物科学与兽医医学院、吉林大学兽医学院等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在实验动物模型方面，选用成年雄性昆明小鼠，将其随机分组，构建睾丸炎症模型。实验技术上，运用 qRT-PCR 技术检测相关基因的表达水平；通过抗氧化测试，测定睾丸组织中谷胱甘肽（Glutathione，GSH）、总超氧化物歧化酶（Total superoxide dismutase，T-SOD）等抗氧化指标；利用 H&E 染色观察组织病理变化；借助免疫组化和免疫荧光分析检测蛋白表达；运用透射电子显微镜观察血睾屏障的超微结构；采用 Western blot 检测蛋白含量；通过精子计数和评分评估精子质量；还利用体内成像系统研究 MPX 在体内的分布情况。

研究结果如下：

1. LPS 对睾丸的损伤作用：研究发现，LPS 处理会致使睾丸生精上皮脱落、变薄，精子提前释放，精子评分和数量显著降低，同时睾丸中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和乳酸脱氢酶（Lactate dehydrogenase，LDH）水平上升，T-SOD 水平下降，血睾屏障通透性增加、间隙变宽，表明 LPS 能有效促进睾丸氧化应激，破坏血睾屏障。
2. MPX 对氧化应激的调节作用：口服 MPX 20 和 40 天后，能显著提升睾丸中 GSH、T-SOD 和过氧化氢酶（Catalase，CAT）的水平，降低一氧化氮（Nitric oxide，NO）和 MDA 的水平，同时降低血液中 LDH 的活性，且在肝脏中也有类似效果，说明长期服用 MPX 可有效减轻 LPS 诱导的小鼠睾丸和肝脏氧化应激。
3. MPX 调节氧化应激的机制：MPX + LPS 组与 LPS 组相比，睾丸中 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）和谷氨酸半胱氨酸连接酶修饰亚基（Glutamate cysteine ligase, modifier，GLCM）的 mRNA 表达上升，谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基（Glutamate cysteine ligase, catalytic，GCLC）和诱导型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase，iNOS）的 mRNA 表达下降。此外，MPX 和多粘菌素 B 均能增加睾丸中核因子 E2 相关因子 2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）的阳性面积，MPX 还能减少 iNOS 阳性细胞数量和阳性面积比。由此可见，MPX 可通过 Keap1/Nrf2 信号通路调节睾丸氧化应激。
4. MPX 对血睾屏障损伤的修复作用：H&E 染色显示，长期服用 MPX 可缓解 LPS 诱导的睾丸损伤，增加生精上皮高度和精子数量，提高 Johnsen 评分。透射电镜观察发现，MPX 能有效修复 LPS 诱导的紧密连接（Tight junction，TJ）屏障损伤，使 TJ 结构完整、紧密，减少支持细胞线粒体肿胀，缩小 TJ 间隙宽度，表明 MPX 能有效保护血睾屏障，增强其紧密性。
5. MPX 修复血睾屏障的机制：qRT-PCR、Western blot 和免疫荧光染色结果表明，MPX 可显著增加紧密连接蛋白 Claudin、Occludin、ZO-1、N-cadherin、E-cadherin 以及 Slug 的表达，说明 MPX 通过增加这些屏障蛋白的表达来修复 LPS 诱导的血睾屏障损伤。
6. MPX 在睾丸组织的分布：通过不同给药方式研究发现，FITC-MPX 在灌胃 30 分钟后主要分布于胃和胸腔，1 小时后可进入睾丸，且在体内主要分布于消化道和雄性泌尿生殖道，具有良好的睾丸靶向性，最终经肾脏代谢从尿液排出。

研究结论和讨论部分指出，口服 MPX 能上调睾丸中 Keap1、GLCM 和 Nrf2 的表达，下调 GCLC 和 iNOS 的表达，增加抗氧化应激标志物水平，减少 NO 和 MDA 水平，从而调节氧化应激。同时，MPX 可促进睾丸中 Claudin-1、Occludin、ZO-1、N-cadherin 和 E-cadherin 的高表达，修复 LPS 诱导的血睾屏障损伤。此外，MPX 具有睾丸靶向性，能有效进入睾丸发挥作用。这一研究成果表明，MPX 在预防和治疗睾丸炎、修复血睾屏障、调节睾丸氧化应激方面具有显著优势，为男性睾丸损伤的治疗提供了新策略，也为抗菌肽的临床应用提供了有益参考。