ラットの短期的精巣ねじ後の精子形成の遺伝的および組織病理学的分析

背景：精巣上のねじれ（TT）の患者は、診断手術後の再灌流障害による精子形成障害を示す可能性があります。TTによって誘導される精子形成関連遺伝子の発現の変化は完全には解明されていません。 方法：8週齢のSprague-Dawleyラットを次のようにグループ化しました：グループ1（偽操作）、グループ2（再灌流なし）、グループ3（TTを再灌流するTT）。TTは、左の精巣を1時間720°回転させることにより誘導されました。精巣再灌流は24時間進行しました。組織病理学的検査、酸化ストレスバイオマーカー測定、RNAシーケンス、RT-PCRが実施されました。 結果：精巣虚血/再灌流障害は、顕著な組織病理学的変化を誘発しました。胚細胞アポトーシスは、グループ3およびグループ3と比較して有意に増加しました（平均アポトーシス指数：26.22対0.64および0.56; P = 0.024、およびP = 0.024）。グループ3のジョンセンスコアは、グループ1および2のスコアよりも小さかった（平均：8.81対9.45および9.47ポイント/尿細管;それぞれP = 0.001、P <0.001）。精巣虚血/再灌流障害は、アポトーシスおよび抗酸化酵素に関連する遺伝子の発現を有意に上方制御し、精子形成に関連する遺伝子の発現を著しくダウンレギュレートしました。 結論：1時間のTTに続いて、再灌流障害が組織病理学的精巣損傷を引き起こしました。比較的高いジョンセンスコアは、精子形成が維持されたことを示しています。精子形成に関連する遺伝子は、TTラットモデルでダウンレギュレートされました。 衝撃：精巣上のねじり（TT）における虚血/再灌流障害が、精子形成に関連する遺伝子の発現にどのように影響しているかは完全には解明されていません。これは、TTの動物モデルの次世代シーケンスを使用して包括的な遺伝子発現プロファイルを報告した最初の研究です。我々の結果は、虚血/再灌流障害が、虚血の持続時間が短かったとしても、組織病理学的損傷に加えて、精子形成と精子機能に関連する遺伝子の発現をダウンレギュレートしたことを明らかにした。

BACKGROUND: Patients with testicular torsion (TT) may exhibit impaired spermatogenesis from reperfusion injury after detorsion surgery. Alteration in the expressions of spermatogenesis-related genes induced by TT have not been fully elucidated. METHODS: Eight-week-old Sprague-Dawley rats were grouped as follows: group 1 (sham-operated), group 2 (TT without reperfusion) and group 3 (TT with reperfusion). TT was induced by rotating the left testis 720° for 1 h. Testicular reperfusion proceeded for 24 h. Histopathological examination, oxidative stress biomarker measurements, RNA sequencing and RT-PCR were performed. RESULTS: Testicular ischemia/reperfusion injury induced marked histopathological changes. Germ cell apoptosis was significantly increased in group 3 compared with group 1 and 2 (mean apoptotic index: 26.22 vs. 0.64 and 0.56; p = 0.024, and p = 0.024, respectively). Johnsen score in group 3 was smaller than that in group 1 and 2 (mean: 8.81 vs 9.45 and 9.47 points/tubule; p = 0.001, p < 0.001, respectively). Testicular ischemia/reperfusion injury significantly upregulated the expression of genes associated with apoptosis and antioxidant enzymes and significantly downregulated the expression of genes associated with spermatogenesis. CONCLUSION: One hour of TT followed by reperfusion injury caused histopathological testicular damage. The relatively high Johnsen score indicated spermatogenesis was maintained. Genes associated with spermatogenesis were downregulated in the TT rat model. IMPACT: How ischemia/reperfusion injury in testicular torsion (TT) affects the expressions of genes associated with spermatogenesis has not been fully elucidated. This is the first study to report comprehensive gene expression profiles using next generation sequencing for an animal model of TT. Our results revealed that ischemia/reperfusion injury downregulated the expression of genes associated with spermatogenesis and sperm function in addition to histopathological damage, even though the duration of ischemia was short.