Life Med亮点 | 衰老和肥胖会影响精子生成吗？

衰老是自然界所有生物体的必然规律，随着人类年龄的增长，衰老几乎影响了包括生殖系统在内的所有组织器官的生理功能。生殖系统衰老在女性和男性中的具体表现有所不同：女性在50岁左右就会停止月经和排卵，而多数男性则能够保持近乎终生的生精能力。耐人寻味的是，尽管许多老年男性表现出生育能力下降的迹象，但是仍有一部分人的生育力相对正常，造成这种异质性的因素可能包括遗传背景和环境因素等。尽管如此，想要解答衰老如何影响男性生育力这一科学问题，需要详细解析睾丸衰老的潜在分子机制以及生活方式等相关因素带来的影响，这有望为改善男性生殖健康提供潜在的干预靶点。

睾丸生理结构的完整性对于精子产生至关重要。众所周知的是，睾丸中生殖细胞的正常发育依赖体细胞提供的营养、激素信号以及物理支持作用，因此，了解衰老过程中主要细胞类型变化的分子机制具有重要的科学意义。近日，研究人员对8名60岁以上的老年男性与4名20岁左右的年轻男性进行睾丸单细胞测序，并结合一系列分子、细胞生物学手段，系统解析了主要睾丸细胞类型在衰老过程中的转录变化[1]。研究发现，相比于年轻人，老年人的睾丸体细胞表现出明显的变化，包括多种细胞类型中一致出现的炎症相关因子升高，支持细胞代谢相关通路失调，间质细胞中Hedgehog信号通路和睾酮生成功能受到影响，以及管周肌样细胞异常增殖等。除此之外，有生精功能缺陷的老年男性表现为生殖细胞分化倒退，但精原干细胞的数目和转录特征相对正常。一种可能的解释是“幸存者偏差”，即有缺陷的精原干细胞迅速凋亡，从而仅有相对正常的细胞被捕获；而另一种可能的解释是衰老改变了精原干细胞的表观遗传特征，如组蛋白修饰和DNA甲基化等[2]。总的来说，相较于生殖细胞，衰老导致的睾丸体细胞改变是更为剧烈的，并且可能会进一步导致精原干细胞无法分化并发育为精子。

值得注意的是，年轻男性的睾丸体细胞有着相对一致的分子特征，然而在老年男性中却呈现出不同程度的变化，这促使研究人员进一步探究导致这些差异的原因。研究人员探讨了衰老与身体质量指数（BMI）升高协同影响睾丸功能的可能性。值得注意的是，高BMI似乎对年轻男性的睾丸没有影响，而在老年男性中，BMI成为了一个关键因素，与同年龄段的正常体重老年人（BMI<27）相比，体重超标的老年人（BMI>30）睾丸体细胞功能失调、生精障碍和生育力下降更为显著。因此，肥胖或许是加速睾丸衰老的原因之一。

众所周知，衰老是一个不能被完全逆转的过程，然而这项研究为我们提供了一个非常好的思路：当外部因素不再存在时，睾丸衰老的分子和生理表型是否可以逆转？如果可以逆转，在哪个发育阶段的逆转最为显著？解答这些问题将为健康的生活方式提供非常有用的指导。

参考文献：

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Laurentino, S., et al. (2020), 'A germ cell-specific ageing pattern in otherwise healthy men', Aging Cell, 19 (10), e13242. 

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Xi, Y. P., et al. (1982), 'Age-related changes in normal human basement membrane', Mech Ageing Dev, 19 (4), 315-24.

原文链接：https://doi.org/10.1093/lifemedi/lnac022

作者简介

王晓琰

中国科学院动物研究所

王晓琰，中国科学院动物研究所博士后。2016年毕业于山东大学临床医学（本硕连读）专业；2020年于山东大学生殖医学研究中心获医学博士学位；2021年至今于中国科学院动物研究所干细胞与性腺发育研究组从事博士后研究。主要研究方向为生殖细胞发育与生殖障碍性疾病的机制探究，以第一作者在Nucleic Acids Res、Human Reprod、Biol Reprod等期刊发表论文6篇，获中国博士后科学基金面上资助，先后荣获山东省优秀博士学位论文、研究生国家奖学金、山东省优秀毕业生等。

郭靖涛

中国科学院动物研究所

郭靖涛，中国科学院动物研究所研究员，博士生导师。2013年本科毕业于北京大学生命科学学院；后赴美国犹他大学求学，2018年获博士学位。2020年任犹他大学医学院助理教授，组建课题组，获多个NIH R01资助。2021年底加入中国科学院动物研究所，课题组主要研究方向为生殖细胞与性腺发育和不孕不育的机制。

制版：陆小炮

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