[发明专利]大鼠附睾特异抗菌肽β-防御素15及其用途

说明书

技术领域

本申请涉及附睾特异抗菌肽β-防御素15(defensin)及其用途。

背景技术

附睾是连接睾丸和输精管的高度卷曲的管道，是精子成熟、保护、运输和储存的场所，在雄性哺乳动物生殖生育中起着重要作用。附睾从形态上大致分为四个区段：起始区(Initial segment)、头部(Caput)、体部(Corpus)和尾部(Cauda)。从睾丸曲细精管释放的精子在功能上是不成熟的，需要在附睾中经历一系列复杂的结构与功能变化后获得运动力和潜在的受精能力达到成熟[1-4]，这些变化主要来源于精子与附睾管腔液的相互作用。附睾管腔内膜上皮细胞能分泌多种蛋白，其中一些能掺入或结合到精子膜表面对其进行修饰加工，这些分子的识别有助于更好的了解精子成熟过程。此外，不同区域的附睾上皮还分泌多种免疫分子[5-11]，这样就形成了一个不断变化的免疫微环境，为精子提供防御，保护其免受病原微生物的入侵。

抗微生物多肽和蛋白质是真核生物自身防御的重要组成部分。哺乳动物中抗微生物多肽种类主要有defensins和cathelicidins[12]。其中defensins家族根据二硫键的连接方式和每对二硫键间的氨基酸数目的不同可以分为α-defensin、β-defensin和θ-defensin三个亚家族[13]。β-defensins是进化中的古老分子[14]，在机体抗微生物感染的细胞和组织中大量表达，具有广谱的抗菌作用，能够对抗的微生物包括革命兰氏阴性菌，革兰氏阳性菌，真菌以及病毒等[15，16]。关于β-defensin的杀菌机制有两种假说：一是defensin单体组装成多聚体在微生物质膜上形成孔道；二是defensin通过静电作用与双层膜极化的基团结合而破坏膜结构[16，17]。

根据defensin motif的特征和6个半胱氨酸的配对特征，通过全基因组的同源搜寻，找到了大量的哺乳动物β-defensin基因家族，其中包括39个人β-defensins，43个大鼠β-defensins和52个小鼠β-defensins。这些物种的β-defensin基因都紧密的聚集在4-5个不同的染色体区段[18，19]。此外，一个有趣的发现是这些β-defensin基因在雄性生殖系统中显著表达[18]，表明其可能在防止生殖系统的细菌感染和炎症，以及性传播疾病方面有重要的作用。

进一步的研究表明附睾β-defensin家族蛋白不仅在宿主生殖系统免疫防御方面起作用，而且还涉及精子成熟和受精过程。Bin1b是大鼠附睾头部特异表达的β-defensin，在人中有同源基因[7]。它结合在精子头部区域，可以通过激活精子L型Ca²⁺通道来促使未成熟精子获得运动能力[20]。另一个附睾特异的β-defensin基因短尾猿猴DEFB126/ESP13.2可以结合在整个精子表面直至精子获能[21]，在雌性生殖道中保护精子免受抗精子抗体的识别和结合[22]。此外，DEFB126参与调控精子与卵泡期输卵管上皮的结合，并作为一个去获能因子在精卵结合前离开精子，以保证受精过程的正常发生[23，24]。

目前，附睾中特异表达的β-defensins作为一个独立的群体正在受到越来越多的关注。在附睾上皮中也分布着一些广泛表达的β-defensins，如果只是起天然免疫作用的话，为什么还要存在附睾专一的β-defensins？为什么它们在附睾中的表达还存在高度的区域和细胞特异性？本发明人推测附睾组织特异表达的β-defensins可能具有较为专一的抗菌谱，防止生殖系统的感染和性传播疾病。此外除了免疫防御外它们还可能在维持正常的生殖过程中发挥着一定作用，如参与精子的成熟、保护等，目前已证明涉及这一过程的β-defensins还很少。因此，新的与精子成熟过程相关的β-defensin分子的识别是人们的研究方向，可以为男性不育症的个性化诊断、治疗和新型男性避孕药物的开发以及抗生殖道感染药物的研究提供新的靶点和线索。

发明内容

本申请提供一种大鼠Defb15基因或其同源基因、或所述Defb15基因或其同源基因编码的氨基酸序列在制备用于调控雄性生育能力用的药物中的用途。

在一个具体实施方式中，所述药物用于调控精子运动成熟。

在一个具体实施方式中，所述同源基因选自人DEFB106B和小鼠Defb15。

本申请提供大鼠Defb15基因或其同源基因、或所述Defb15基因或其同源基因编码的氨基酸序列的用途，其特征在于，用于开发雄性避孕药。