ブタ精子を17℃で液体保存している間の精液中の血漿の存在は、精子の体外容量化とアクロソームエクソサイトーシスを誘発する能力を調節している

The Presence of Seminal Plasma during Liquid Storage of Pig Spermatozoa at 17 °C Modulates Their Ability to Elicit In Vitro Capacitation and Trigger Acrosomal Exocytosis.

• Ana Paula Pinoti Pavaneli
• Sandra Recuero
• Bruna Resende Chaves
• Estela Garcia-Bonavila
• Marc Llavanera
• Elisabeth Pinart
• Sergi Bonet
• André Furugen Cesar De Andrade
• Marc Yeste

抄録

精漿は精子の完全性と機能を維持するために不可欠であるが、ほとんどの哺乳類では液体保存や凍結保存の前に希釈・除去されている。本研究では、ブタをモデルとして、精液を精漿の存在下で保存することが、in vitro容量化およびアクロソームエクソサイトーシスを誘発する精子の能力に影響を与えるかどうかを評価しようとした。精液を採取した後、精液サンプルから精液血漿を分離し、市販のエクステンダーで希釈した後、精液血漿（15％または30％）を添加し、17℃で48時間または72時間保存した。精子の運動性、アクロソームの完全性、膜脂質障害、細胞内Ca濃度、ミトコンドリア活性、グリコーゲン合成酵素キナーゼ3 (GSK3)α/βのチロシンリン酸化レベルを0、2、4時間培養後、プロゲステロン添加5、30、60分後に測定した。その結果、精子を17℃で15％または30％の精液と一緒に保存すると、in vitroでの容量化とプロゲステロン誘発性アクロソームのエクソサイトーシス後に、エクソサイトーシスされたアクロソーム、ミトコンドリア膜電位、Fluo3で染色された細胞内Caレベル、GSK3α/βのチロシンリン酸化レベルを示す生存可能な精子の割合が減少することが示されました。このことから、17℃の液体保存中に精子と精漿が直接接触することで、GSK3α/βのCaおよびTyrリン酸化が関与するシグナル伝達経路を介して、精子の体外容量化およびアクロソームエクソサイトーシスを誘発する能力が調節されたことが明らかになった。このような調節作用が精子の受精能力に影響を与えるかどうかについては、さらなる研究が必要である。

Although seminal plasma is essential to maintain sperm integrity and function, it is diluted/removed prior to liquid storage and cryopreservation in most mammalian species. This study sought to evaluate, using the pig as a model, whether storing semen in the presence of seminal plasma affects the sperm ability to elicit in vitro capacitation and acrosomal exocytosis. Upon collection, seminal plasma was separated from sperm samples, which were diluted in a commercial extender, added with seminal plasma (15% or 30%), and stored at 17 °C for 48 or 72 h. Sperm cells were subsequently exposed to capacitating medium for 4 h, and then added with progesterone to induce acrosomal exocytosis. Sperm motility, acrosome integrity, membrane lipid disorder, intracellular Ca levels, mitochondrial activity, and tyrosine phosphorylation levels of glycogen synthase kinase-3 (GSK3)α/β were determined after 0, 2, and 4 h of incubation, and after 5, 30, and 60 min of progesterone addition. Results showed that storing sperm at 17 °C with 15% or 30% seminal plasma led to reduced percentages of viable spermatozoa exhibiting an exocytosed acrosome, mitochondrial membrane potential, intracellular Ca levels stained by Fluo3, and tyrosine phosphorylation levels of GSK3α/β after in vitro capacitation and progesterone-induced acrosomal exocytosis. Therefore, the direct contact between spermatozoa and seminal plasma during liquid storage at 17 °C modulated their ability to elicit in vitro capacitation and undergo acrosomal exocytosis, via signal transduction pathways involving Ca and Tyr phosphorylation of GSK3α/β. Further research is required to address whether such a modulating effect has any impact upon sperm fertilizing ability.