L-聚组氨酸抑制LPS引起的猪精子凋亡及其对精液品质的影响

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猪精液液态保存是人工授精技术的基础,在精液液态保存过程中,精液中细菌溶菌产生的脂多糖(LPS)不仅能降低精液品质、缩短精子寿命、诱导精子凋亡,而且还能随着输精进入母畜生殖道内引起母畜生殖道免疫反应,造成生殖道免疫细胞极增而吞噬精子。L-聚组氨酸(L-pHis)能与LPS结合,但其能否抑制LPS对精子凋亡的影响尚未见报道。本研究中,通过向猪精液中添加L-pHis,检测其对猪精液细菌浓度、LPS浓度、精液品质是否造成影响,以及能否降低猪精子的凋亡率,并初步阐释其作用机制。研究中共收集24头公猪的精液,每4-5个个体的精液混合形成5个样本池(n=5),用BTS稀释液稀释至密度为4×106/mL,然后将精液液态保存(17℃)和37℃进行试验。首先在0、6、12、36、72、120h测定精液稀释后液态保存过程中精液中细菌菌落浓度以及精浆中LPS浓度随时间的变化;然后以稀释精液为对照组,分别添加多粘菌素B(PMB)至PMB浓度为100μg/mL为PMB组,L-聚组氨酸(L-pHis)至L-pHis为100μg/mL为L-聚组氨酸组,液态保存下于0、6、12、36、72、120h检测三个组中细菌浓度、LPS浓度、精液品质(精子活率、精子活力指数、运动速率)和精子的凋亡率,37℃保存下于0、1、3、6、9、12、24h检测三个组中精液品质(精子活率、精子活力指数、运动速率)和凋亡率;最后通过添加2μg/mL Anti-CD14于精液中,阻断LPS-TLR4的结合,初步阐释L-pHis抑制LPS诱导精子凋亡的作用机制。研究结果表明:(1)猪精液在液态保存过程中,细菌浓度从36h开始迅速增加,36h(4980±381.58 CFU/mL)、72h (12920±2833.66 CFU/mL)、120h(40020±4755.38 CFU/mL)细菌浓度持续显著增加(P<0.05),细菌平均浓度达到1.02×104 CFU/mL;精液LPS浓度随保存时间无显著性变化(P>0.05),其平均浓度达到4.70±0.21 EU/mL。(2)在精液稀释液中添加100μg/mL L-pHis或100μg/mL PMB对液态精液保存中LPS的浓度没有显著影响(P>0.05),但是它们能提高在液态保存和37℃下精液品质(精子活力指数、精子速率、精子活率)和降低精液细菌浓度。(3)液态保存和37℃保存下在精液稀释液中添加100μg/mL L-pHis和100μg/mL PMB均能显著抑制精子凋亡(P<0.05),但PMB抑制精子凋亡能力优于L-pHis(P<0.05)。(4)L-pHis不能特异性清除精液中LPS,但是通过添加Anti-CD14或L-pHis后,LPS引起精子的凋亡率显著降低(P<0.05),L-pHis可能通过与TLR4结合,阻断LPS诱导的精子凋亡途径,降低了精子的凋亡。结论:在精液液态保存中加入100μg/mL L-pHis能够有效提升精液品质,L-pHis能够阻断LPS诱导的精子凋亡从而降低精子凋亡率。
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