PNAS：揭秘男性生殖衰老的关键机制，可人工干预推迟
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-07-27
随着年龄的增长，生育力降低的现象在女性中是众所周知的，但在男性中的研究却并不多。先前，大部分有关男性生殖衰老的研究都集中在年龄对精子的影响上，但非精子精液对于生育也很重要。不过，对于不同年龄，非精子精液的影响可能会有所不同。
近日，来自英国牛津大学的研究人员利用果蝇揭开了介导男性生殖衰老的机制以及射精与寿命之间潜在联系的神秘面纱。他们发现：精子和精液在数量上和质量上都受到年龄的影响，它们对老年雄性的生殖能力下降也有不同的影响。在交配活动不变的情况下，精子产生随年龄增长按时间顺序递减。因此，交配频繁的年老雄性不育的主要原因是精子转移减少和活性降低。同时，通过人工干预可以延缓男性生殖衰老。相关成果发表在《PNAS》上。
近日，来自英国牛津大学的研究人员利用果蝇揭开了介导男性生殖衰老的机制以及射精与寿命之间潜在联系的神秘面纱。他们发现：精子和精液在数量上和质量上都受到年龄的影响，它们对老年雄性的生殖能力下降也有不同的影响。在交配活动不变的情况下，精子产生随年龄增长按时间顺序递减。因此，交配频繁的年老雄性不育的主要原因是精子转移减少和活性降低。同时，通过人工干预可以延缓男性生殖衰老。相关成果发表在《PNAS》上。
https://doi.org/10.1073/pnas.2009053117。图片来源：PNAS
具体来说，研究人员分别对果蝇进行了无交配和频繁交配的实验后发现，雄性生育功能随年龄增长而下降，但这种作用高度依赖于雄性的性活动。频繁交配的年老雄性后代较少，而且更可能不育；而无交配行为的年老雄性精子竞争能力也很差，但与年轻雄性相比，他们的生殖能力和生育能力并未显著降低。以上研究结果表明，频繁交配是导致男性年龄依赖性生殖衰退的重要因素。
生殖能力随男性年龄和交配活动而下降。图片来源：PNAS
更有意思的是，研究人员发现年龄和交配活动也会影响无精子雄性促使伴侣产卵的能力。也就是说，除了精子，精浆恶化也会导致与年龄相关的生殖能力下降。
在确定与年龄和交配活动增加有关的射精性能丧失以及精液的直接作用后，研究人员接下来研究了精液蛋白质组的变化是否可以解释这些影响。他们发现，在无交配行为的情况下，雄性生殖组织中随着年龄的增长会累积不同的精液蛋白集，从而导致精液蛋白质组的组成发生变化，相反，在频繁交配的情况下，精液蛋白的丰度和传递随年龄的增长保持不变。这表明，精液蛋白质组是性活跃雄性中随年龄增长而导致精子性能下降的主要原因。
在确定与年龄和交配活动增加有关的射精性能丧失以及精液的直接作用后，研究人员接下来研究了精液蛋白质组的变化是否可以解释这些影响。他们发现，在无交配行为的情况下，雄性生殖组织中随着年龄的增长会累积不同的精液蛋白集，从而导致精液蛋白质组的组成发生变化，相反，在频繁交配的情况下，精液蛋白的丰度和传递随年龄的增长保持不变。这表明，精液蛋白质组是性活跃雄性中随年龄增长而导致精子性能下降的主要原因。
精液蛋白质组对不同雄性的衰老反应不同。图片来源：PNAS
值得注意的是，操纵胰岛素信号传导途径可以延长多种生物的寿命。在这项研究中，研究人员通过对胰岛素信号传导途径的抑制，除了延长寿命外，在果蝇中还观察到了生殖衰老的延迟。这表明，此类干预措施可以延迟男性生殖衰老和死亡。
胰岛素信号通路的操纵改善了老年交配频繁雄性的射精恶化。图片来源：PNAS
总结来说，果蝇这项研究提供了男性年龄对精子和精液蛋白质组影响的新见解。研究表明，精子和精液蛋白的数量和质量均可导致与年龄相关的男性射精性能下降，但这些不同因素的作用取决于交配史。这也解释了为何精子是交配环境中与年龄相关的不育症的关键因素，但精液却表现出更为普遍的质变。因此，了解一系列分类单元中老年男性精液的健康状况是未来的主要挑战。
参考资料：Male reproductive aging arises via multifaceted mating-dependent sperm and seminal proteome declines, but is postponable in Drosophila.
文章来源：生物探索
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