22福建畜牧兽医第43卷第2期2021年
章琳俐辛清武李丽朱志明缪中纬郑嫩珠*
(福建省农业科学院畜牧兽医研究所福州350013) 摘要Toll样受体(Toll like receptors,TLRs)是天然免疫重要的模式识别受体。近年来的许多研究发现，动物TLRs不仅可通过天然免疫抵御生殖道病原微生物感染，对生殖功能也具有重要调控作用。本文简要介绍雄性动物生殖道TLRs的表达及其在精子发生和精子功能等方面的作用，旨在为动物TLRs相关疾病的和预防提供参考$ 关键词TLRs雄性动物生殖
文献标识码：A文章编号:1003-4331(2021)-02-0022-03
The biological function of TLRs in male reproduction
Zhang Linli Xin Qingwu Li Li Zhu Zhiming Miao Zhongwei Zheng Nenzhu*
星星有多重(Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou350013) Abstract Toll like receptors(TLRs)are important pattern recognition receptors to animal innate immunity.In recent years,many studies have found that TLRs can not only provide adequate innate immunity to resist genital infection,but also play an important role in regulating reproductive functions.This article briefly introduces the expression of TLRs in the male reproductive tract and their roles in spermatogenesis and sperm function,aiming to provide references for the treatment and prevention of TLRs-related diseases in ani-mals.
Key words TLRs Male animals Reproduction
精子从形成到与卵子结合的过程都有可能受微生物入侵叫有效的感知并且抵抗微生物的感染对维持动物生殖健康至关重要#Toll样受体(TLRs"是一类重要的模式识别受体，能识别多种病原体，并启动特异性免疫信号传导，触发抗原特异性适应性反应，是连接先天性免疫和特异性免疫的桥梁#近年来,TLR家族成员在多种动物输卵管、颗粒细胞、附睾等非免疫细胞上不断被报道。这些TLR不但具有天然防御的作用，还参与正常的生殖生理，影响精子的形成和功能叫因此，本文对TLR在雄性生殖生理学及相关病理学中的作用进行论述，为动物TLRs 相关疾病的和预防提供参考# 1TLRs概述
Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)是天然免疫系统中重要的模式识别受体，在机体抵抗防御病原微生物感染方面发挥着重要作用。哺乳动物中，
基金项目：福建省公益类科研院所专项(2017R1023-10)、福建省农业科学院英才项目(YC2019009)、福建省
农业科学院博士基金(2015BS-2)、福建省农业科
学院科技创新平台专项(CXPT0022019007)资助$作者简介：章琳俐(1988-)，女$博士，助理研究员，研究方向：畜禽遗传育种与繁殖$E-mail:554219246@qq.
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*通信作者：郑嫩珠(1972-)，女$博士，研究员，研究方向：畜禽遗传育种与繁殖$E-mailzhengnz@163$小鼠上已经发现13种TLRs，人类上鉴定出11种(TLR1-11)，猪上也已克隆出TLR1-10基因〔3-51。鸡上TLRs由十个成员组成，包括TLR1-1(TLR6)、1-2、2-1、2-2、3、4、5、7、15和21叫根据细胞定位和病原相关模式分子(PAMPs"的类型，TLRs大体上分为两大类：⑴第一类为TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6和TLR10，它们分布于细胞表面，识别来自细菌、真菌和原生动物的PAMPs；(ii)第二类为TLR3% TLR7、TLR8和TLR9，它们识别来自不同病毒和细菌的核酸，位
于细胞质内小泡中，如内质网(ER)、内质体、溶酶体和内质体#TLR信号转导主要通过MyD88和TRIF两个途径介导天然免疫反应，它们通过核转录因子NF-k B、AP-1、IRF3和IRF7的激活，诱导多种细胞因子和IFNs的释放，以发挥抗炎症反应和抗病毒作用。
2TLRs在雄性动物生殖系统的表达
许多动物生殖系统中都已检测到不同类型TLRs的存在。目前，对TLR研究在人和实验室啮齿动物上较深入，家养动物上研究较少。在大鼠睾丸、附睾和输精管中发现TLR1-11表达叫人睾丸中有TLR1-9的表达叫Riccioli等W9X报道了小鼠Sertoli细胞中TLR2-6mRNA的表达#猪睾丸和附睾也检测到TLR1-10mRNA表达㈣。鸡睾丸表达TLR1、3、5和6[11-12]，精子表达TLR2-5、15、21W11X#TLRs在动物睾丸的生精细胞、Sertoli细胞Leydig细胞、附睾的上
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皮细胞及精子中均有不同类型的表达，并存在物种间差异。在雄性动物生殖系统中的广泛分布表明，其在生殖系统识别细菌、病毒等免疫中发挥了重要作用。黄丽满
3TLRs在雄性动物生殖中的作用
3.1TLRs信号与精子发生动物睾丸组织中的TLRs除了对病原体起反应外，在调控激素生成和精子发生
等正常功能中也具有潜在作用。生精细胞和Sertoli细胞产生的一些分子可作为TLRs的内源性配体。
Sertoli细胞吞噬异常的生精细胞以及精子残体过程中释放的分子如高迁移率族盒染体蛋白-1 (HMGB1)、mRNA和CpG DNA分别是TLR2/4# TLR3和TLR9的内源性配体[13-14]O小鼠Sertoli细胞的TLR2和TLR4可被受损的生殖细胞激活后诱导产生促炎因子和趋化因子问。这类细胞因子可能损害血睾屏障的完整性，造成生精功能的紊乱。Leydig 细胞表达的TLR3和TLR4，识别相应配体，激活NF-kB和IRF3，从而诱导细胞因子TNF-!、IL-6和IFN-"的表达＞12?。TNF-!和IL-6升高可抑制睾酮的合成，进而影响精子发生两。
3.2TLRs与生精细胞雄性生殖细胞是成年动物睾丸内的主要细胞体。虽然位于血睾屏障内，由其组织和体细胞覆盖和保护，但也可能受到病原微生物的感染。因此，雄性生殖细胞自身的防御能力极为重要。对鼠的研究发现精原细胞和精母细胞表达TLR3，其在病毒入侵时可启动生精细胞抗病毒的天然免疫反应，并可以诱导生精细胞凋亡[17-18]o精子细胞表达的TLR11识别通过生殖道进入睾丸的弓形虫和大肠杆菌＞19]，诱导白细胞介素-12(IL12)和IFN-"产生。生殖细胞对病原感染的反应能力，为研究雄性生殖功能和性传播疾病提供了新线索。
3.3TLRs对附睾精子的保护与睾丸细胞类似，附睾上皮细胞(EECs)同样表达多种类型TLRs，通过激活固有免疫反应，产生促炎因子和趋化因子，阻止微生物的存活，并通过招募更多的白细胞来增强炎症
反应，从而在附睾对微生物的反应中发挥作用o Cheng等㈣报道了Toll样受体4和5协同启动小鼠附睾上皮细胞对尿路致病性大肠杆菌感染的先天性免疫反应，活化NF-k B，介导EECs表达TNF-!、IL-6和MCP-1。受损的生殖细胞也可能激活EECs的先天性免疫反应。
3.4TLRs对精子功能的影响精液可作为细菌和病毒向雌性动物生殖道传播的载体，进而传递给胎儿[21]o人、鼠和鸡等的精子中都发现TLRs表达。人类精子表达的TLR2和TLR4可识别病原组分脂多糖LPS，引起精子运动减慢，并导致精子凋亡＞22]。LPS作用于猪精子，导致受精能力降低㈣。Brecchia等㈣研究发现,LPS通过损害兔精子膜完整性、减少精子活动率和增加精子凋亡而导致生殖功能受损。Zhu 等㈣研究显示小鼠TLR信号可通过影响线粒体膜电位的方式间接消耗ATP从而影响精子运动。TLR9激活也导致精子活力及受精能力降低㈣。Mi-hara等㈣研究表明小鼠TLR9被未甲基化的CpG DNA 激活后，精子活力和受精能力降低，并影响精子顶体状态，抑制牛血清白蛋白(BSA)诱导的精子获能。最近,Umehara等㈣发现小鼠TLR7/8被配体激活后可选择性地抑制携带X染体精子(X-精子)的活力，而不改变Y-精子活力或顶体的形成。在体外应用TLR7/8配体(R848)处理小鼠精子成功分离X精子和Y精子倒。这一成果为动物性别选择技术的研究提供了新视角。
4小结
Toll样受体在雄性生殖中不但发挥天然免疫功能，同时对精子发生、附睾的精子保护和精子功能等方面
都有重要的影响。正确认识TLRs在生殖过程不同阶段的功能，包括其表达模式和信号通路等，有助于了解生殖系统的抗微生物特性，对预防和雄性生殖道感染和炎症具有重要科学意义和应用前景。目前对TLRs研究大多集中于人和小鼠上，并获得较多的成果和进展。由于人、小鼠与家畜等哺乳动物TLRs进化上相对保守，可以通过人、小鼠推测TLRs在其它动物上的作用。但不同动物TLRs功能和确切机制可能存在差异，对雄性生殖Toll样受体的许多功能仍待进一步挖掘。
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