研究背景近年来,男性生育能力在全球范围内呈现明显下降趋势,大量临床流行病学数据及动物实验研究表明,肥胖与男性生育能力下降之间存在着显著相关性。肥胖带来大量游离脂肪酸向非脂肪组织细胞内转移和沉积,诱发细胞应激和炎症状态,造成组织细胞的慢性损伤,引起器官的功能下降,这种病理生理过程称之为脂毒性。棕榈酸恰恰是体内脂肪酸的主要成分,是造成脂毒性的主要饱和脂肪酸。睾丸支持细胞为生精细胞提供物理屏障和营养支持,以维持精子的发生,在生殖细胞的发育中扮演着重要的角色。支持细胞的能量代谢稳态对维持支持细胞自身功能和生精细胞的发育十分重要,其通过脂肪酸β氧化给自身提供能量,通过糖酵解产生乳酸作为生精细胞能量的主要来源。此前棕榈酸已被证明通过损伤支持细胞功能影响男性生育能力。然而,棕榈酸是否通过扰乱支持细胞能量代谢稳态,诱导支持细胞功能损伤,从而破坏男性生育能力尚未明确Fer-1纯度,需要进一步研究证实。方法高通量代谢组学、脂质组学测量平台的进步为深入了解复杂的生物系统提供了强大的工具。本研究以代谢组学、脂质组学联合分析为基础,多种基础实验方法为工具,探讨棕榈酸调节支持细胞能量代谢的分子机制。用0.5mM棕榈酸或牛血清白蛋白处理支持细胞24小时后,收集细胞和培养基采用LC-MS进行非靶向代谢组学和脂质组学分析。代谢组学和脂质组学数据分别归一化后进行进一步处理。将上述方法得到的定量信息进行整合,消除重复数据,确保代谢物和脂质的唯一性。去除重复物质后,将极性代谢物和脂质代谢物进行多变量分析,包括主成分分析、正交偏最小二乘判别分析,以及单CX-5461作用变量分析,包括独立样本t检验和差异变化。RT-PCR检测编码神经酰胺合成酶的基因smpd3、编码心磷脂合成酶的基因cls1的mRNA水平。MitoSOX-Red和MitoTracker-Green染色检测支持细胞线粒体活性氧水平。Western Blot检测凋亡相关分子Bcl-2、Bax、Cleaved Caspase-3的蛋白水平变化,联合流式细胞术检测细胞凋亡率,共同反映细胞凋亡水平。结果1.棕榈酸处理后葡萄糖代谢相关产物变化不明显,并且参与三羧酸循环的总氨基酸池和大多数氨基酸的水平亦没有改变,然而中、Bio digester feedstock长链脂酰肉碱经棕榈酸处理后在支持细胞内大量积累。2.支持细胞经棕榈酸处理后其脂质组发生显著改变,心磷脂和糖脂类含量显著降低,神经酰胺和溶血磷脂含量显著升高。3.棕榈酸处理的支持细胞中线粒体ROS水平增加,smpd3和cls1的mRNA水平增加,细胞凋亡率升高,凋亡相关蛋白发生变化,Cleaved Caspase-3和Bax蛋白表达水平升高而Bcl-2蛋白表达水平降低。结论棕榈酸处理可破坏支持细胞的脂肪酸β氧化作用。虽然支持细胞在棕榈酸刺激下仍能为生殖细胞提供能量,但自身的能量供应来源受到抑制,导致线粒体损伤和细胞凋亡。