ディエチルスティルベストロールはキャッツパーを活性化し、ヒトの精子のプロゲステロン作用を乱します

研究の質問：原型の内分泌かくぼの化学物質（EDC）であるディエチルスチルベストロール（DES）は、ヒトの精子の生理学的変化を誘導し、プロゲステロン作用に影響を与えることができますか？ 概要回答：DESは、精子の陽イオンチャネルを活性化することにより、Ca2+フラックスをヒトの精子に促進し、プロゲステロン誘発Ca2+シグナル伝達、チロシンリン酸化、および精子機能を抑制しました。 すでに知られていること：DESは、胎児と出生後の曝露の両方で男性の生殖系を大幅に損ないます。さまざまなEDCは、非遺伝的な方法でヒトの精子に影響を与えますが、ヒトの精子に対するDESの効果は不明のままです。 研究デザイン、サイズ、期間：正常拡張透過供与体からの精子サンプルは、5％CO2インキュベーターの37°Cのプロゲステロンの有無にかかわらず、in vitroでさまざまなDES濃度にさらされ、この毒性物質への推定曝露と女性の雌に推定されることを模倣します。生殖路液。インキュベーション時間は、実験プロトコルによって異なりました。すべての実験は、異なる個々の精子サンプルを使用して少なくとも5回繰り返されました。 参加者/材料、設定、方法：ヒト精子細胞内カルシウム濃度（[CA2+] I）をマルチモードプレートリーダーで監視し、CA2+インジケーターFLUO-4 AMで精子負荷をかけ、セル全体のパッチクランプ技術を実行して記録しました。キャッツパーおよびアルカリ化活性化精子K+チャネル（KSPER）電流。精子の生存率と運動性パラメーターは、それぞれエオシン - ニグリン染色キットとコンピューター支援精液分析システムによって評価されました。精子が粘性媒体に浸透する能力は、1％メチルセルロースへの浸透により調べられました。精子先体反応は、クロルテトラサイクリン染色を使用して測定されました。チロシンリン酸化のレベルは、ウエスタンブロットアッセイによって決定されました。 主な結果と偶然の役割：DES曝露は、環境に関連する濃度（100 PM）で、依存して、さらには依存して依存して投与する人間の精子[Ca2+]を急速に増加させました。[Ca2+] Iの標高は、細胞外Ca2+流入に由来し、主にCatsperによって媒介されました。DESは精子の生存率、運動性、粘性培地への浸透、チロシンリン酸化または先体反応に影響を与えませんでしたが、プロゲステロン刺激Ca2+シグナル伝達とチロシンリン酸化を抑制しました。その結果、DES（1〜100μM）は、粘性培地と先体反応へのプロゲステロン誘発性の精子浸透を有意に阻害しました。 大規模データ：n/a。 制限、注意の理由：DESはヒトの精子に対するプロゲステロン作用を妨害することが示されていますが、この研究はin vitroで行われ、実際のアプリケーションで結果を外挿する際には注意が必要です。 調査結果のより広い意味：本研究では、DESがプロゲステロン刺激Ca2+シグナル伝達とチロシンリン酸化を妨害し、最終的にプロゲステロン誘発性のヒト精子機能を阻害し、それによって精子の肥沃度を損なう可能性があることが明らかになりました。DESがプロゲステロン作用を乱す非遺伝的方法は、いくつかのエストロゲン性内分泌かく乱物質がヒトの精子機能に影響を与える潜在的なメカニズムである可能性があります。 研究資金/競合する利益：中国国立自然科学財団（No. 31400996）;中国の江西の自然科学財団（No. 20161BAB204167およびNo. 20142BAB215050）;国民人口と家族計画のオープンプロジェクトT. luoから避妊薬およびデバイス研究（No. 2016kf07）の重要な研究室。中国国立自然科学財団（No. 81300539）からL.P. Zheng。著者は、宣言する利益相反はありません。

STUDY QUESTION: Is diethylstilbestrol (DES), a prototypical endocrine-disrupting chemical (EDC), able to induce physiological changes in human spermatozoa and affect progesterone actions? SUMMARY ANSWER: DES promoted Ca2+ flux into human spermatozoa by activating the cation channel of sperm (CatSper) and suppressed progesterone-induced Ca2+ signaling, tyrosine phosphorylation and sperm functions. WHAT IS KNOWN ALREADY: DES significantly impairs the male reproductive system both in fetal and postnatal exposure. Although various EDCs affect human spermatozoa in a non-genomic manner, the effect of DES on human spermatozoa remains unknown. STUDY DESIGN, SIZE, DURATION: Sperm samples from normozoospermic donors were exposed in vitro to a range of DES concentrations with or without progesterone at 37°C in a 5% CO2 incubator to mimic the putative exposure to this toxicant in seminal plasma and the female reproductive tract fluids. The incubation time varied according to the experimental protocols. All experiments were repeated at least five times using different individual sperm samples. PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS: Human sperm intracellular calcium concentrations ([Ca2+]i) were monitored with a multimode plate reader following sperm loading with Ca2+ indicator Fluo-4 AM, and the whole-cell patch-clamp technique was performed to record CatSper and alkalinization-activated sperm K+ channel (KSper) currents. Sperm viability and motility parameters were assessed by an eosin-nigrosin staining kit and a computer-assisted semen analysis system, respectively. The ability of sperm to penetrate into viscous media was examined by penetration into 1% methylcellulose. The sperm acrosome reaction was measured using chlortetracycline staining. The level of tyrosine phosphorylation was determined by western blot assay. MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE: DES exposure rapidly increased human sperm [Ca2+]i dose dependently and even at an environmentally relevant concentration (100 pM). The elevation of [Ca2+]i was derived from extracellular Ca2+ influx and mainly mediated by CatSper. Although DES did not affect sperm viability, motility, penetration into viscous media, tyrosine phosphorylation or the acrosome reaction, it suppressed progesterone-stimulated Ca2+ signaling and tyrosine phosphorylation. Consequently, DES (1-100 μM) significantly inhibited progesterone-induced human sperm penetration into viscous media and acrosome reaction. LARGE SCALE DATA: N/A. LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION: Although DES has been shown to disturb progesterone actions on human spermatozoa, this study was performed in vitro, and caution must be taken when extrapolating the results in practical applications. WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS: The present study revealed that DES interfered with progesterone-stimulated Ca2+ signaling and tyrosine phosphorylation, ultimately inhibited progesterone-induced human sperm functions and, thereby, might impair sperm fertility. The non-genomic manner in which DES disturbs progesterone actions may be a potential mechanism for some estrogenic endocrine disruptors to affect human sperm function. STUDY FUNDING/COMPETING INTERESTS: National Natural Science Foundation of China (No. 31400996); Natural Science Foundation of Jiangxi, China (No. 20161BAB204167 and No. 20142BAB215050); open project of National Population and Family Planning Key Laboratory of Contraceptives and Devices Research (No. 2016KF07) to T. Luo; National Natural Science Foundation of China (No. 81300539) to L.P. Zheng. The authors have no conflicts of interest to declare.