支持细胞在生精过程中的作用
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第1296页（3944字）
睾丸曲细精管支持细胞在精子发生过程中具有支持、营养生殖细胞的作用。
80年代以来，人们发现支持细胞具有促进生精过程的多种功能。它对构成血液——睾丸屏障以及它分泌雄激素结合蛋白和抑制素都具有重要作用。
支持细胞及其功能 支持细胞为高圆锥形细胞，自曲细精管的基底部伸向管腔，丰富的胞浆突起包绕邻近的各级生殖细胞，支持精原细胞不断发育并逐级朝管腔移动。
此外，血液内的各种物质是经支持细胞转运给生殖细胞的。
另外，支持细胞产生液体，其分泌约为4～50μl／g睾丸／h，但有种属差异，是否受激素调节尚无定论。某些因素如睾丸局部受热、手术引致隐睾症以及切除垂体均可使液体分泌减少。
睾丸内液体有利于精子从曲细精管经睾网转入附睾。液体成份与血液淋巴液的成份有别，其中葡萄糖和果糖的含量较少，而己糖醇和右旋－肌醇的含量相对较高。液体内有些蛋白显然是睾丸液体所特有的，如前蛋白等。有些酶的活性亦较高，而苹果酸脱氢酶的同功酶和天门冬氨酸转氨酶同功酶是睾丸液体特有的酶。睾丸液体蛋白激素的浓度与血内的浓度相当。此外，还含有各种类固醇激素，其中5α－双氢睾酮和睾酮的浓度则相对较高。
另外，支持细胞操纵晚期的精子细胞释入管腔。支持细胞具有微丝，内含肌动蛋白，具有收缩作用，从而促进各级生殖细胞向管腔移动及其后精子细胞成熟释放。Christensen报告，剥离的曲细精管能从内源性的睾酮前体或从外源性的21碳化合物生成雄激素。Dorrinaton在未成熟大鼠的离体支持细胞培养中发现3β－羟基类固醇脱氢酶和5α－还原酶的活性，而且有报告进一步证明支持细胞能把外源性的睾酮芳香化，转变成雌二醇，并认为这一转变受FSH调节。
支持细胞有很强的吞噬能力，它吞噬变性的生殖细胞和残留体以及细小的异物颗粒。Steinberger在支持细胞培养中亦发现这些作用。
此外，支持细胞还分泌纤维蛋白溶酶原激活因子、雄激素结合蛋白和抑制素等。
支持细胞间的紧密联接是血液睾丸屏障的重要组成部分 血液内有许多物质不能随意进入曲细精管，而其内部液体又含较高浓度的雄激素，因此推测曲细精管可能存在特殊的屏障，以阻止某些物质进入。利用同位素标记和电镜的研究证明，标记物从曲细精管基底部朝管腔移动，但被阻止在相邻的支持细胞间的紧密联接处，从而确认支持细胞特殊化的联接复合体是血液－睾丸屏障(血睾屏障)。
虽然有些种属动物的曲细精管基底部固有膜上的类肌细胞具有一定的收缩功能，亦起部分屏障作用，但不论任何种属动物，支持细胞间的屏障作用都是最有效的。这一联接复合体的超微结构显示，联结在一起的两个相邻的细胞膜间有裂隙，每一侧都有成丛的微丝沿着细胞膜排列，其内侧紧接着一系列与细胞膜平行的内质网池。此外，冰冻－复型的研究亦表明，支持细胞的紧密联接显示许多与膜的融合相对应的平行弯曲排列的颗粒。
Anton报告血睾屏障具有相对稳定性。Camtin对猴的支持细胞间联接的研究证明，紧密联接不断地出现分开、闭合、再分开、又闭合的现象，具有动力学变化。
因此，在生殖细胞朝管腔移动时，原先存在的联接关闭很快打开，允许生殖细胞通过。有人认为这一过程可能是通过纤维蛋白溶酶原的激活所触发，而且是一瞬间的过程，并不引致血睾屏障的破坏。
血脑屏障将曲细精管内的生殖细胞分成两个生理室：一个为基底室，位于相邻支持细胞间的联接与基底板之间，内有精原细胞、前细线期精母细胞；另一个为近管腔室，位于联接与管腔之间，内有细线期精母细胞、粗线期精母细胞以及精子细胞。
精原细胞与体内其他干细胞一样，按有丝分裂方式产生二倍体细胞，而且是在一定长度的曲细精管内以同步方式进行。然而移向近管腔室的精母细胞则按减数分裂的方式产生单倍体细胞。现在认为血睾屏障把两种不同分裂方式的生殖细胞绝然分开，可防止睾丸生殖细胞遭受免疫损害，以使生精过程顺利进行。
雄激素结合蛋白的产生 在精子发生过程中，精原细胞发育成粗线期精母细胞需要激素调节。另外，精母细胞的成熟减数核分裂依赖适量的睾酮水平才得以进行。如何在曲细精管内部至附睾液内保持足够浓度的雄激素，对生殖细胞的发育、成熟都很重要。1971年，Ritzen和Hansson首次分别在大鼠附睾液内证明雄激素结合蛋白(ABP)的存在。
以后，其他学者在家兔、羊、牛、猪等动物和人的睾丸、睾网、附睾液内亦发现ABP，从而证实雄激素通过与ABP结合使曲细精管内部聚集更多的雄激素。为了查明ABP的来源，首先通过结扎睾丸输出管，表明ABP是睾丸本身产生的。
通过机械分离曲细精管和间质组织并进行匀浆测定，证明ABP存在于曲细精管内部。经用一定剂量的赛普罗隆或放射线处理后，生殖细胞几乎完全丧失，而支持细胞基本不受损伤，此时测其ABP浓度不但未下降反而增高，表明支持细胞产生ABP。
其后，Citro和Lipshuttz报告离体培养的支持细胞分泌ABP，遂确证了ABP的来源。ABP对雄激素具有特殊的亲和力，它对二氢睾酮的结合力较对睾酮的结合力大2～3倍。
Lipshuttz通过离体细胞培养首次证实人体支持细胞分泌ABP，并认为ABP是支持细胞功能的重要标志之一。ABP由睾丸支持细胞产生后，经睾丸输出管到达附睾。
对大鼠测定睾丸、睾丸输出管及附睾内的ABP水平，结果以睾丸输出管的浓度最高。
这是由于曲细精管液体在到达睾网之前已被稀释；流经睾丸输出管和附睾时又重吸收大量的水分。
此外，生殖活动有季节变化的动物，繁殖季节的ABP水平明显增高。
未成熟大鼠中，ABP的出现与促性腺激素开始分泌的时间一致，表明ABP受垂体调节。
在切除垂体后3d，附睾头部ABP的浓度只有对照组动物的40%，10d后则完全消失。然后注射FSH和LH混合制剂，经5d后ABP的浓度急剧增加。另外，利用高纯度的人的FSH和LH制剂分别给未成熟的动物和切除垂体的成熟动物，结果进一步证实ABP受FSH的影响。ABP的水平随FSH的剂量增加呈线性上升，而LH的作用很小。
此外，ABP对垂体的反馈抑制亦很敏感。当给予大剂量的睾丸酮时，大鼠睾丸和附睾的ABP随即下降。
ABP的生理功能已趋明确。在精子发生过程中，垂体促性腺激素起必要的作用。
LH刺激睾酮产生，而FSH刺激支持细胞产生ABP，ABP与雄激素结合增加雄激素在靶细胞周围的积聚，当睾酮尚未达到成年动物的水平时，ABP的这种睾酮“放大”作用对青春前期起动精子发生尤其重要。ABP维持较高浓度的睾酮以利于生殖细胞内受体的摄取。
分泌抑制素 Fachin在牛的精浆内发现一种非类固醇性垂体抑制因子，证实了1932年Mccullagh的推论。现已从家兔、羊、牛等动物的睾丸、睾网液、精浆和精子中提出抑制素。
1985～1986年间抑制素的分离纯化工作获得进展，Linq和Vale等发现抑制素由两个亚单位(α亚单位分子量为14000)组成，分子量为32000。在不同种属动物中可发现抑制素分子的多形性，其生理作用正在阐明。从牛精浆提取的抑制素可抑制hcg诱发小鼠子宫增重反应，并可抑制阉割大鼠FSH的升高。此外，把人的精浆抑制素抗体注进阉割的成熟雄性大鼠，可选择性地增高FSH水平。
表明可中和内源性的抑制素。Steinberger报告，从离体大鼠支持细胞培养基分离的抑制素可抑制培养的垂体细胞分泌FSH。
另外，Lumpkin亦证实抑制素对丘脑下部特定部位发生作用。从支持细胞释放的抑制素通过血流达到丘脑和垂体，并在那里对FSH的分泌起抑制作用，而且还可在曲细精管内由局部作用减少精原细胞的有丝分裂，说明支持细胞分泌抑制素参与神经内分泌的反馈调节。
有人认为抑制素可使FSH和LH的分泌皆受抑制，但比较普遍的看法是，抑制素主要抑制FSH的分泌。而且已证明，成熟大鼠垂体细胞对抑制素的反应比未成熟大鼠更敏感。
此外，Salram报告，如果要抑制LH的分泌，需增加10倍的抑制素。Grootenhuls报告，FSH也能诱发未成熟大鼠产生支持细胞免疫活性的抑制素，但没有生物活性。
Tsatsoulis表明它是细胞损伤后的一个重要指标。从动物卵巢滤泡液分离出抑制素，而且对FSH具有抑制作用，表明抑制素不是男性生殖系统特有的物质。
支持细胞许多生理功能的发现，提供了男性生殖生理的新知识。支持细胞与间质细胞相配合调节精子发生过程并参与丘脑下部－垂体－睾丸轴神经内分泌负反馈调节。
努力从干扰支持细胞生理功能着手达到干扰生精过程，开展高效安全的男性节育研究，也是一条可取的抗生育途径。此外，支持细胞间紧密联接的知识提示，干扰精子发生的节育药应考虑选择一种易于通过血睾屏障的化合物方能达到高效。
。【参考文献】：1 Grootenhuls A J，et al．Mol-Cell-Endocrinol，1990，74：125～132
2 Tsatsoulis A，et al．Horm-Res，1990，34：254～259
(同济医科大学计划生育所余铭清撰)