微塑料影响线粒体Sirt1-Pgc1α通路致男性不育


这篇论文发表在ScienceDirect上,研究了聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)对雄性小鼠精子发生紊乱的影响,特别是通过干扰线粒体功能和调节Sirt1-Pgc1α信号通路。

塑料废物污染的增加,特别是微塑料(MPs)对生态系统的影响。微塑料是直径在0.1微米到5毫米之间的塑料碎片,它们广泛存在于各种环境中,包括海洋、湖泊、土壤和家庭产品。研究表明,微塑料可以通过饮水和食物链进入动物和人类体内,可能对肠道、肝脏、肾脏、大脑和生殖系统等重要器官的功能造成不利影响。

世界卫生组织(WHO)估计,不孕症将成为21世纪影响人类生活和健康的第三大疾病。男性不育症的主要病因是精子发生紊乱,表现为精子数量少、活力低、形态异常和无精子症。环境污染是男性不育的一个重要因素,多种环境污染物可能直接损害男性生殖系统,影响精子质量,导致男性不育。

研究探讨了不同粒径的PS-MPs对小鼠精子发生的影响,并从支持细胞的角度探讨了MPs对线粒体生物合成和动态变化的影响,以及潜在的毒性机制。

研究者成功获得了三种不同大小的荧光PS-MPs,并使用共聚焦显微镜成像和扫描电子显微镜对它们的形态和大小进行了精确表征。

研究总结指出,PS-MPs导致雄性小鼠精子活力受损和顶体发育异常。此外,还观察到与线粒体分裂/融合和生物合成过程相关的关键因素的异常表达,这可能有助于PS-MPs诱导的小鼠睾丸和支持细胞中线粒体动态和生物合成的破坏。

Sirt1-Pgc1α信号通路
Sirt1-Pgc1α信号通路是一个在细胞能量代谢和线粒体功能中起关键作用的调控网络。


SIRT1是一种NAD+依赖的蛋白质去乙酰化酶,通过去乙酰化作用调节多种生物过程,包括炎症、细胞死亡和代谢。SIRT1在细胞能量代谢和氧化应激反应中发挥重要作用,并被认为是衰老相关疾病的潜在治疗靶点

PGC-1α(Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Coactivator 1-alpha):PGC-1α是一个转录调节因子,属于PGC家族成员,它没有DNA结合结构域,不具有内在的组蛋白乙酰转移酶活性,而是通过为具有组蛋白乙酰转移酶活性的蛋白质提供对接平台,间接促进转录。PGC-1α是线粒体生物合成的中心调节因子,能够促进线粒体的生物合成

SIRT1通过去乙酰化激活PGC-1α,活化的PGC-1α可以作为线粒体转录因子A(TFAM)的共激活因子,促进SIRT1和PGC-1α转运到线粒体中,在那里它们与线粒体DNA的D环区域形成复合物,D环区域调节线粒体DNA的复制和转录

SIRT1/PGC-1α信号通路在调节线粒体生物合成、糖异生、葡萄糖转运、脂肪酸氧化、过氧化物酶体重塑、氧化磷酸化和肌纤维类型转化等多种生理生化过程中发挥作用。该信号通路通过维持机体能量代谢和线粒体稳态,对细胞能量消耗具有重要的调节作用。