施磊,蔣晨依,吳望舒,朱欣燁,余承瑄,劉悅,丁之德
鋅轉(zhuǎn)運(yùn)是指鋅在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的運(yùn)輸過(guò)程。鋅轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程主要由兩大蛋白家族調(diào)控,即鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族(Zinc transporter,ZnT)和鋅鐵調(diào)控轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族(Zrt-,Irt-like protein,ZIP)[1]。前者能將鋅由胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)外(包括胞外基質(zhì)、囊泡與細(xì)胞器),后者則將鋅由胞質(zhì)外轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)中。在男性生殖系統(tǒng)中,鋅被認(rèn)為是精子發(fā)生過(guò)程中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一[2]。鋅在男性的睪丸、附睪和前列腺中都有分布,參與保護(hù)睪丸Sertoli細(xì)胞、促進(jìn)睪酮生成等過(guò)程;而鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體能精確調(diào)控各組織和生精細(xì)胞中鋅的含量,并在這些過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
1.1 ZnT家族
1.1.1 ZnT家族的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ZnT家族又稱膜運(yùn)輸?shù)鞍准易?0(solute carrier 30,SLC30),是一類膜運(yùn)輸?shù)鞍?,介?dǎo)鋅由胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)外。目前在人體中已發(fā)現(xiàn)10個(gè)家族成員(ZnT1~10)。除ZnT5、ZnT6外,其他成員均以同二聚體的形式存在于質(zhì)膜上。目前人類ZnT家族的X衍射晶體結(jié)構(gòu)還未能獲得,但細(xì)菌來(lái)源的同源物YiiP晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)明晰,因此,可以由二者序列的相似性推測(cè)人類ZnT家族蛋白的結(jié)構(gòu)[3]。據(jù)推測(cè),ZnT家族成員均有6個(gè)保守的跨膜結(jié)構(gòu)域(TMs)。氨基(N)端與羧基(C)端均位于胞質(zhì)側(cè)[4]。TM2和TM5之間有4個(gè)親水性的殘基,可能具有結(jié)合鋅的功能[5]??拷麮端的部分有一個(gè)可以結(jié)合2個(gè)鋅離子的位點(diǎn)。此外,大部分ZnT家族的成員在TM4與TM5之間有一個(gè)富含組氨酸的套環(huán)(histidine-rich loop)結(jié)構(gòu)[3]。
1.1.2 ZnT家族的定位與功能 ZnT1兼有促進(jìn)胞質(zhì)內(nèi)鋅外流[6]和抑制鋅通過(guò)L型鈣通道(L-type calcium channel,LTCC)內(nèi)流[7]的功能。除了能夠調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外鋅的分布外,ZnT1還能夠通過(guò)與RAF原癌基因絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶1(RAFproto-oncogene serine/threonine-protein kinase-1,Raf-1)結(jié)合啟動(dòng)胞外信號(hào)反應(yīng)激酶(ERK)信號(hào)通路,從而調(diào)控靶細(xì)胞的生理活動(dòng)。ZnT2的功能與其細(xì)胞內(nèi)定位有關(guān)。研究表明,定位于內(nèi)體(endosome)和分泌小室(secretory compartment)的ZnT2能夠?qū)\離子從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到小泡并最終分泌,而定位于質(zhì)膜的ZnT2與胞質(zhì)鋅轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞有關(guān)。ZnT2同樣可存在于線粒體內(nèi)膜,并對(duì)線粒體鋅池(zinc pool)的維持和擴(kuò)大起到重要作用。ZnT3在大腦和睪丸組織中特異性高表達(dá)。目前研究較為明確的是定位于大腦谷氨酸能神經(jīng)元的ZnT3,其作用可將鋅離子轉(zhuǎn)運(yùn)至突觸小泡[8]。睪丸組織的ZnT3的具體功能尚不清楚,推測(cè)其參與了精子發(fā)生過(guò)程中鋅離子的轉(zhuǎn)運(yùn)。ZnT4、ZnT5、ZnT6與ZnT7擁有相似的生理學(xué)功能。研究顯示,組織非特異性堿性磷酸酶(tissue non-specific alkaline phosphatase,TNAP)的激活受ZnT1、ZnT4、ZnT5、ZnT6和ZnT7共同調(diào)控[9]。此外,ZnT4、ZnT5、ZnT6和ZnT7在前列腺腺上皮細(xì)胞中均有表達(dá),它們可能共同參與了轉(zhuǎn)運(yùn)鋅進(jìn)入腺上皮細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和(或)高爾基體以維持鋅穩(wěn)態(tài)過(guò)程。ZnT8主要在胰島β細(xì)胞的胰島素分泌小泡上表達(dá),對(duì)于胰島素晶體的形成十分重要。ZnT8在睪丸組織中也有表達(dá),其功能可能與睪酮合成有關(guān)[10]。ZnT9具有啟動(dòng)Wnt信號(hào)通路和維持鋅穩(wěn)態(tài)的雙重功能,而目前研究顯示ZnT10是錳轉(zhuǎn)運(yùn)體,其作為鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的功能還尚未被發(fā)現(xiàn)[11]。表1為ZnT家族在男性生殖系統(tǒng)中的分布及亞細(xì)胞定位。
1.2 ZIP家族
1.2.1 ZIP家族的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ZIP家族又稱膜運(yùn)輸?shù)鞍准易?9(solute carrier 39,SLC39),是一類介導(dǎo)鋅攝入的跨膜蛋白。目前已在人體中發(fā)現(xiàn)14個(gè)成員(ZIP1~14)。根據(jù)蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn),ZIP家族又可分為4個(gè)亞家族,即LIV-1、subfamilyⅠ、subfamilyⅡ和gufA。大部分ZIP家族成員具有8個(gè)保守的跨膜域[5]。N端與C端均位于胞質(zhì)外側(cè),即細(xì)胞器膜內(nèi)側(cè)或質(zhì)膜外側(cè)。其中N端很長(zhǎng)且富含組氨酸,可能與鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),而C端則非常短[4]。大部分ZIP在TM3和TM5之間有一個(gè)套環(huán)(loop)區(qū)域,其中有一段富含組氨酸的序列。TM4與TM5為具有雙親性(amphiphile)即親水性和親脂性(疏水性)的螺旋,被認(rèn)為可形成一個(gè)供金屬離子穿過(guò)的腔隙[4]。
表1 ZnT家族在男性生殖系統(tǒng)中的主要分布及亞細(xì)胞定位
1.2.2 ZIP家族的定位與功能 ZIP1主要分布在質(zhì)膜上,負(fù)責(zé)將胞外鋅轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)內(nèi)。ZIP2和ZIP3都是重要的鋅攝入轉(zhuǎn)運(yùn)體。ZIP4主要表達(dá)于人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞(human epidermal keratinocyte),其編碼基因突變會(huì)導(dǎo)致腸病性肢端皮炎(acrodermatitis enteropathica)。研究發(fā)現(xiàn),敲除ZIP4基因會(huì)導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞胞質(zhì)中鋅含量下降以及鋅結(jié)合蛋白ΔNp63轉(zhuǎn)錄活性降低,致使表皮最上層角質(zhì)形成細(xì)胞增殖,提示ZIP4在維持表皮角質(zhì)形成細(xì)胞鋅穩(wěn)態(tài)中有重要作用[12]。ZIP5存在于睪丸中,在Sertoli細(xì)胞和精原細(xì)胞的質(zhì)膜上均有表達(dá)。需要指出的是,盡管Sertoli細(xì)胞質(zhì)膜上有ZIP1,但在Sertoli細(xì)胞主要負(fù)責(zé)鋅內(nèi)流的轉(zhuǎn)運(yùn)體是ZIP5[13]。ZIP6和ZIP10擁有相似的亞細(xì)胞定位,主要位于質(zhì)膜[14]。在睪丸中,ZIP6和ZIP10都特異性表達(dá)于精子細(xì)胞,推測(cè)兩者可能在精子發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮富集鋅的作用。另外,與其他ZIP家族的轉(zhuǎn)運(yùn)體不同,ZIP7主要存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)存的鋅釋放到胞質(zhì)中。目前已有研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)ZIP7釋放到胞質(zhì)的鋅參與啟動(dòng)多種與細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移有關(guān)的信號(hào)通路,提示ZIP7在調(diào)控細(xì)胞正常生理活動(dòng)方面有一定作用[15]。ZIP8和ZIP14是兩個(gè)在進(jìn)化上非常相近的轉(zhuǎn)運(yùn)體。過(guò)去的研究更注重于這兩者在免疫方面的功能,而近期的研究表明,在男性生殖系統(tǒng)中,ZIP8和ZIP14的主要作用是為精母細(xì)胞發(fā)育提供鋅。此外,在Leydig細(xì)胞表面也發(fā)現(xiàn)了ZIP14的表達(dá),推測(cè)其能夠在睪酮合成和分泌過(guò)程中提供鋅。ZIP9除了作為鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體之外,近年來(lái)還被發(fā)現(xiàn)是一種重要的睪酮受體[16]。ZIP11是gufA亞家族的唯一成員,關(guān)于它的研究較少?,F(xiàn)已知ZIP11具有增加胞內(nèi)鋅濃度和金屬硫蛋白表達(dá)的功能。ZIP12在人腦中高度表達(dá),敲除后雖不影響神經(jīng)元細(xì)胞活力,但神經(jīng)元產(chǎn)生的突起明顯變少且變短,提示ZIP12在大腦發(fā)育過(guò)程中起關(guān)鍵作用。而目前未有研究發(fā)現(xiàn)睪丸組織中ZIP12的具體功能。ZIP13的亞細(xì)胞定位非常特殊,有研究認(rèn)為ZIP13存在于高爾基體,而Jeong等[17]的研究顯示ZIP13存在于細(xì)胞內(nèi)富含鋅的小泡中,但該小泡與已知細(xì)胞器的關(guān)系尚不清楚。目前已知ZIP13編碼基因的缺陷會(huì)引起Spondylocheirodysplasia-Ehlers-Danlos綜合征(Spondylocheirodysplasia-Ehlers-Danlos syndrome,SCD-EDS),Jeong等[17]在研究了SCD-EDS患者和未受影響的雜合子親代(heterozygous parent)的原代成纖維細(xì)胞以及ZIP13靶向小干擾RNA(siRNA)轉(zhuǎn)染的HeLa細(xì)胞和非靶向?qū)φ盏腍eLa細(xì)胞后,推測(cè)ZIP13可將鋅從這些小泡中轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì),從而維持細(xì)胞內(nèi)鋅穩(wěn)態(tài)。表2為ZIP家族在男性生殖系統(tǒng)中的分布及亞細(xì)胞定位。
表2 ZIP家族在男性生殖系統(tǒng)中的主要分布及亞細(xì)胞定位
2.1 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體在睪丸中的作用
2.1.1 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體與睪丸組織 大量實(shí)驗(yàn)證明,睪丸組織中鋅在細(xì)胞分配失調(diào),尤其是鋅的缺乏,會(huì)導(dǎo)致睪丸功能受損。具體機(jī)制可能為氧化應(yīng)激水平的上升,凋亡通路的激活以及炎癥因子的釋放等[18]。由此推測(cè),鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的正常分布對(duì)睪丸組織的保護(hù)起著重要作用,保證了鋅在各種細(xì)胞中的合理分配,使鋅發(fā)揮其正常的生理功能。盡管鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體在睪丸組織的大部分細(xì)胞中均有分布,但鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體如何調(diào)控睪丸組織中各種細(xì)胞內(nèi)鋅分配的機(jī)制或通路目前尚未完全闡明,如睪丸如何從血液循環(huán)中獲得鋅,如何調(diào)控精子發(fā)生中鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)。
2.1.2 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體與生精細(xì)胞 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體在生精細(xì)胞中有著獨(dú)特的表達(dá),參與了精子發(fā)生。在精子發(fā)生過(guò)程中,各階段的生精細(xì)胞對(duì)于胞內(nèi)鋅含量有著不同的要求,而這依賴于鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的差異化表達(dá)。有研究檢測(cè)了表達(dá)于大鼠粗線期精母細(xì)胞與圓形精子細(xì)胞上的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體,發(fā)現(xiàn)二者的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)不盡相同。ZnT6在粗線期精母細(xì)胞中的表達(dá)量為圓形精子細(xì)胞的5倍。ZIP12在圓形精子細(xì)胞中的表達(dá)量則是粗線期精母細(xì)胞中的5倍。進(jìn)一步對(duì)于鋅攝入的測(cè)定表明,這樣的差異直接導(dǎo)致了二者胞內(nèi)鋅含量的不同。研究人員推測(cè),這很可能是由于相對(duì)于粗線期精母細(xì)胞,處于精子發(fā)生后期的圓形精子細(xì)胞需要更多的胞內(nèi)鋅含量以完成染色質(zhì)凝聚(condensation)等改變[19]。另一項(xiàng)對(duì)于小鼠的研究發(fā)現(xiàn),精原細(xì)胞特異性表達(dá)ZIP14,而初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞則表達(dá)ZIP5,但兩者的功能都主要為攝入鋅。精母細(xì)胞還會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)ZIP8和ZIP10的表達(dá)量以輔助鋅的攝入[20]。
此外,鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體也為精子細(xì)胞變形提供了重要保障。在精子細(xì)胞變形的過(guò)程中,一些特定的過(guò)程需要鋅轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì),而且不同階段精子細(xì)胞質(zhì)膜表面的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體種類也不同。圓形精子細(xì)胞表達(dá)ZIP6、ZIP8和ZIP10,而正在伸長(zhǎng)的精子細(xì)胞表達(dá)ZIP1和ZIP6,不再表達(dá)ZIP8與ZIP10。這種精子細(xì)胞質(zhì)膜上鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)的變化除了可能與質(zhì)膜特定區(qū)域的喪失有關(guān),也可能與某些鋅轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑不再被需要關(guān)聯(lián)[20]。
2.1.3 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體與睪丸其他細(xì)胞 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體除直接參與精子發(fā)生過(guò)程外,還涉及構(gòu)建適宜的睪丸微環(huán)境。睪丸Sertoli細(xì)胞表達(dá)ZnT1、ZIP5和ZIP9[16],其中ZnT1水平明顯高表達(dá)。結(jié)合精母細(xì)胞特異性表達(dá)ZIP14的事實(shí),有學(xué)者推測(cè)鋅在睪丸內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是從Sertoli細(xì)胞轉(zhuǎn)入精母細(xì)胞。此外,ZnT1可能與血睪屏障的功能有關(guān)。Sertoli細(xì)胞質(zhì)膜上的ZIP9可與睪酮結(jié)合,進(jìn)而通過(guò)與G蛋白的作用觸發(fā)睪酮的非經(jīng)典信號(hào)通路(non-classical testosterone signaling cascade),促進(jìn)了緊密連接蛋白(claudin)的表達(dá)和緊密連接的形成,提示ZIP9對(duì)血睪屏障的維持有一定作用[16]。
另一方面,鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體與睪酮的生成密切相關(guān)。ZnT7在小鼠睪丸的Leydig細(xì)胞中表達(dá),并且可能參與類固醇合成[21]。此外,有研究發(fā)現(xiàn),在經(jīng)人絨毛膜促性腺激素處理的新生小鼠Leydig細(xì)胞中,ZnT8的表達(dá)顯著上升,與此同時(shí),血清睪酮水平也有明顯升高。后續(xù)實(shí)驗(yàn)指出,ZnT8基因敲除的小鼠血清睪酮水平遠(yuǎn)低于正常小鼠,進(jìn)一步證明ZnT8在睪酮生物合成中起到關(guān)鍵作用。具體機(jī)制可能為ZnT8通過(guò)影響蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信號(hào)通路進(jìn)而影響線粒體中的鋅含量[10]。而表達(dá)于Leydig細(xì)胞質(zhì)膜上的ZIP14則主要負(fù)責(zé)將鋅轉(zhuǎn)入細(xì)胞,轉(zhuǎn)入的鋅繼而參與了睪酮的生物合成[20]。鋅在5α-還原酶激活過(guò)程中至關(guān)重要,5α-還原酶為睪酮轉(zhuǎn)化成生物活性形式5α-二氫睪酮所必需,而鋅缺乏可使大鼠睪丸中參與睪酮合成酶的mRNA和蛋白水平均明顯降低,最終導(dǎo)致睪酮合成量下降。
2.2 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體在附睪中的作用 鋅在附睪部位的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是從附睪上皮細(xì)胞到儲(chǔ)存的精子。附睪組織的鋅含量高于睪丸組織,但仍低于輸精管和精囊[13]。鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體可在附睪的不同部位表達(dá)[22]。免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),ZnT1在幾乎所有附睪腔面的假?gòu)?fù)層纖毛柱狀上皮內(nèi)高表達(dá),尤其是主細(xì)胞(principal cell)和基細(xì)胞(basal cell)。ZnT2在附睪管的腔面呈高表達(dá)且大部分在主細(xì)胞內(nèi),而圍繞管腔的肌細(xì)胞(myoid cell)表達(dá)較少。ZIP家族中只有ZIP6和極少量的ZIP5被發(fā)現(xiàn)在主細(xì)胞有高表達(dá)[13]。由鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體維持的高鋅含量對(duì)于附睪行使正常生理功能有著重要意義。一方面,高鋅含量有助于維持附睪特異性蛋白谷胱甘肽過(guò)氧化物酶5(glutathione peroxidase 5,GPX5)的表達(dá)[23]。GPX5保護(hù)精子質(zhì)膜免受活性氧損傷。另一方面,附睪組織內(nèi)逐漸增多的鋅儲(chǔ)備及以ZnT家族蛋白為主導(dǎo)的表達(dá)模式是細(xì)胞外高鋅環(huán)境的兩個(gè)先決條件,附睪管道內(nèi)的高鋅濃度為附睪內(nèi)精子提供了鋅內(nèi)流的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。
然而,與附睪組織的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)模式相反,附睪精子表面僅表達(dá)ZIP1、ZIP5、ZIP6和ZIP8,不表達(dá)ZnT家族蛋白[13]。這說(shuō)明附睪精子在細(xì)胞程序性設(shè)定上是吸收鋅的過(guò)程。原子吸收光譜測(cè)定法(atomic absorption spectrometry)證實(shí)附睪精子具有高效吸收鋅的能力,因此其鋅含量明顯高于睪丸精子[13]。吸收的鋅主要聚集在精子的頸部和中段,推測(cè)是為精子運(yùn)動(dòng)力的獲得(motility acquisition)做好準(zhǔn)備[24]。需要指出的是,免疫熒光、原子吸收光譜和金屬自顯影技術(shù)(autometallography)顯示精子獲得運(yùn)動(dòng)力之后在整個(gè)細(xì)胞內(nèi)呈現(xiàn)出鋅的減少[13]。早期的研究在海星精子中發(fā)現(xiàn)類似的變化,由此研究者假設(shè)聚集在精子中段的鋅被胞外高親和力的物質(zhì)(如組氨酸和金屬螯合劑)捕獲,鋅的外向轉(zhuǎn)運(yùn)起到催化啟動(dòng)精子運(yùn)動(dòng)的作用,但由于附睪精子表面未檢測(cè)到ZnT家族蛋白表達(dá),因此,該鋅的外向轉(zhuǎn)運(yùn)如何實(shí)現(xiàn)還有待于進(jìn)一步研究。此外,精子在附睪成熟中經(jīng)歷了染色質(zhì)凝聚等變化。精子內(nèi)逐漸升高的鋅含量可能與染色質(zhì)的重塑(remodeling)和壓縮(compaction)有關(guān)[13]。雖然形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)已證明鋅能夠穩(wěn)定精子的染色質(zhì)和膜結(jié)構(gòu),然而鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體參與精子成熟的具體機(jī)制仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
2.3 鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體在前列腺中的作用 前列腺是人體內(nèi)鋅含量最高的器官。在前列腺外周層的腺上皮分泌細(xì)胞中,每千克的濕重其鋅含量高達(dá)3μmol。前列腺鋅的功能主要與細(xì)胞代謝及增殖有關(guān):一方面可以競(jìng)爭(zhēng)抑制順烏頭酸酶,保護(hù)檸檬酸不被氧化,進(jìn)而保護(hù)精子不被氧化。另一方面,胞質(zhì)內(nèi)鋅通過(guò)調(diào)控線粒體產(chǎn)能效率,抑制細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)凋亡。低鋅含量與前列腺癌的發(fā)病密切相關(guān),但鋅離子調(diào)控前列腺腺上皮細(xì)胞的增殖與凋亡的生理學(xué)意義還有待研究[25]。
精漿中的鋅濃度與前列腺功能有關(guān)。正常生育男性的精液中含高水平游離鋅 [每100 mL含鋅(14.08±2.01)mg],其含量遠(yuǎn)高于不育男性組[每100 mL含鋅(10.32±2.98)mg][2]。精漿的鋅可能和精子的抗氧化、損傷修復(fù)和生殖管道的免疫獲得有關(guān)[2]。
參與前列腺鋅分泌與轉(zhuǎn)運(yùn)的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體主要來(lái)自ZnT家族。ZnT2分布在前列腺所有細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其功能可能是使細(xì)胞胞質(zhì)中鋅含量達(dá)到最適水平。ZnT4、ZnT5、ZnT6和ZnT7分布于高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng),其轉(zhuǎn)運(yùn)的鋅可能最終被分泌到胞外。ZIP1定位于前列腺腺上皮細(xì)胞的基底面,而在基底細(xì)胞中無(wú)表達(dá)[26]。該蛋白能快速轉(zhuǎn)運(yùn)血液中的鋅,以維持前列腺腺上皮細(xì)胞內(nèi)高鋅含量。ZIP2、ZIP3和ZIP4定位于前列腺腺上皮細(xì)胞的腔面,主要通過(guò)重吸收精漿中鋅以維持細(xì)胞內(nèi)鋅穩(wěn)態(tài)[27-28]。ZIP9被發(fā)現(xiàn)定位于人前列腺癌PC-3細(xì)胞系的質(zhì)膜,與Sertoli細(xì)胞質(zhì)膜上ZIP9機(jī)制類似。ZIP9與睪酮結(jié)合后可激活G蛋白。然而,ZIP9在前列腺癌細(xì)胞中引發(fā)的信號(hào)通路下游靶蛋白與其在Sertoli細(xì)胞中不同,ZIP9可激活腫瘤細(xì)胞的線粒體凋亡通路,同時(shí)增加胞內(nèi)鋅含量,加速細(xì)胞凋亡進(jìn)程[29]。
綜上所述,正常的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程有利于男性(雄性)生殖系統(tǒng)中鋅代謝的穩(wěn)態(tài)平衡,在精子發(fā)生和成熟中起著重要作用。鋅轉(zhuǎn)運(yùn)異常將會(huì)影響生精上皮中生精細(xì)胞的正常發(fā)育、睪丸間質(zhì)中Leydig細(xì)胞的睪酮生物合成、附睪中精子運(yùn)動(dòng)力的獲得以及前列腺腺上皮中鋅的重吸收等過(guò)程,最終導(dǎo)致男性(雄性)生育力受損。鋅的代謝過(guò)程均需要鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體參與。然而,目前這一領(lǐng)域研究仍存在著大量的未知性:如人鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體家族的X衍射晶體結(jié)構(gòu)如何,鋅轉(zhuǎn)運(yùn)體的mRNA與蛋白在同一細(xì)胞內(nèi)含量差別巨大的原因等。因此,更進(jìn)一步闡明鋅及轉(zhuǎn)運(yùn)體在男性(雄性)生殖系統(tǒng)中的具體作用機(jī)制,不僅可為臨床弱精子癥及其他男科疾病發(fā)病機(jī)制的探索提供新線索,同時(shí)也有望成為這些疾病治療的潛在性靶點(diǎn)。