Протеомика семенной плазмы у бесплодных мужчин с варикоцеле

Варикоцеле является одной из главных причин мужского фактора бесплодия. Микрохирургическая варикоцелэктомия приводит к улучшению параметров спермограммы и повышению фертильности мужчин, однако 80% пациентов с варикоцеле не являются бесплодными, а наступление самостоятельной беременности в браке происходит только в 36,4–65% случаев после перенесенной варикоцелэктомии. Это приводит к необходимости тщательного отбора бесплодных мужчин с варикоцеле к хирургическому лечению. Представленный литературный обзор посвящен возможностям протеомного анализа спермы у мужчин. Современные методы «омики», в частности протеомика, достаточно перспективны в диагностике мужского бесплодия. С учетом важной роли семенной плазмы в естественном процессе оплодотворения большое внимание уделяется изучению ее белкового состава. Проведенные немногочисленные исследования показывают, что изменения в белковом профиле семенной плазмы пациентов с варикоцеле наблюдаются не только при нарушенных параметрах спермограммы, но и при нормозооспермии, что может говорить о большей чувствительности протеомного анализа в определении влияния варикоцеле на сперматогенез и функции сперматозоидов по сравнению со стандартной спермограммой. Поскольку варикоцеле является сложным заболеванием с различными патогенетическими механизмами, которые могут определять бесплодие, меняющий парадигму подход с использованием постгеномных технологий обещает более точное понимание эффекторных путей мужского бесплодия, вызванного варикоцеле, а также прогнозирования результатов его лечения.

Варикоцеле является одной из главных причин мужского фактора бесплодия [1]. Его распространенность среди мужчин взрослого возраста в целом составляет порядка 15% [2], а среди мужчин с первичным и вторичным бесплодием – 35% и 80% соответственно [3]. Микрохирургическая варикоцелэктомия у пациентов с мужским фактором бесплодия приводит к улучшению параметров спермограммы и повышению фертильности мужчин [4, 5]. Однако информация о том, что 80% пациентов с варикоцеле не являются бесплодными [6], и о том, что наступление самостоятельной беременности в браке происходит только в 36,4–65% случаев после перенесенной варикоцелэктомии [7, 8], приводит к необходимости тщательного отбора бесплодных мужчин с варикоцеле к хирургическому лечению. В настоящее время лабораторная диагностика мужского бесплодия у пациентов с варикоцеле сводится к стандартной спермограмме с определением концентрации, подвижности и морфологии сперматозоидов, а также к оценке гормонального профиля [9]. Кроме того, все активнее применяются на практике продвинутые спермиологические тесты, такие как оценка оксидативного стресса [10, 11], определение фрагментации ДНК сперматозоидов [12, 13], тест на акросомальную реакцию и HBA-тест [14]. Данные анализы эякулята повышают чувствительность оценки репродуктивного потенциала мужчины, однако они не способны указывать на наличие причинно-следственной связи варикоцеле с нарушением сперматогенеза.

Развитие современных методов т.н. омики, в особенности протеомики, произвело революцию в области молекулярной биологии эякулята [15]. Протеомика – достаточно новое направление, которое позволяет проводить идентификацию и количественный анализ белков в клетках, тканях и биологических жидкостях [16]. Однако попытки по изучению белков спермы известны еще с 1938 г. Так, самые ранние исследования показали, что эякулят человека содержит белки, также присутствующие в крови [17, 18]. Фактически биохимические методы, используемые для изучения состава крови, применялись и в отношении эякулята человека и животных, а точные методы разделения и очистки белков позволили получить первоначальное представление о протеоме спермы еще до появления термина «протеомика» [19]. Поскольку эякулят состоит на 5% из секрета яичек, содержащего сперматозоиды, и на 95% – из выделений добавочных половых желез, которые формируют семенную плазму, последней уделяется особое внимание в изучении ее молекулярного состава [20]. Известно, что семенная плазма крайне важна в процессе естественного оплодотворения, поскольку защищает сперматозоиды во время их прохождения через женские половые пути, играя важную роль в выживании, функционировании, подвижности и жизнеспособности сперматозоидов, а также в успешном оплодотворении [21].

В частности, белки семенной плазмы способны связываться и сливаться с мембраной сперматозоида, регулируя его выживаемость после эякуляции [22], подвижность [23, 24], капацитацию [25], акросомальную реакцию и взаимодействие с ооцитом [26]. При варикоцеле все эти функции сперматозоидов могут нарушаться, что отражается в виде изменения экспрессии белков семенной плазмы по данным протеомного анализа [27, 28].

Общие характеристики протеома семенной плазмы

Семенная плазма содержит множество внеклеточных и внутриклеточных белков со средней общей их концентрацией от 35 до 55 г/л [20]. Основная часть белков семенной плазмы — это спермадгезины, богатые цистеином секреторные белки (CRISPs), белки, несущие домены фибронектина II типа, и ферменты [29]. Около 70% белков, содержащихся в семенной плазме, секретируются семенными пузырьками, среди них важные для коагуляции спермы белки семеногелин-1 (SEMG1) и семеногелин-2 (SEMG2), а также лактотрансферрин (LTF) и фибронектин (FN1) [30]. На 20% протеом семенной плазмы представлен белками предстательной железы, среди них три основных белка, регулируемых гормонами: простатспецифический антиген – KLK3, важный для разжижения спермы, простатическая кислая фосфатаза и бета-микросеминопротеин, а также белками бульбоуретральных желез, в основном муцинами [31, 32]. Оставшиеся 10% белков семенной плазмы имеют тестикулярное или эпидидимальное происхождение [33]. Также было показано, что в семенной плазме присутствуют белки, связанные с функцией яичек, и белки измененных сперматозоидов из разных отделов репродуктивного тракта мужчин [34, 35]. Таким образом, профиль белков семенной плазмы отражает не только активность мужских половых добавочных желез, но и качество сперматогенеза, дозревание эпидидимальных сперматозоидов и их целостность.

Протеомика семенной плазмы бесплодных мужчин

На сегодняшний день одной из наиболее изученных с использованием протеомного анализа форм мужского бесплодия является азооспермия. Так, в одной из работ сравнили белковый профиль семенной плазмы мужчин с нормальным и ...

Бицоев Т.Б., Гамидов С.И., Шатылко Т.В.