Роль экзосом в созревании сперматозоидов при прохождении через мужские половые пути

Хотя дифференцированные сперматозоиды не способны к транскрипции и трансляции, состав макромолекул на их поверхности существенно изменяется при прохождении через мужские половые пути. Это происходит в результате последовательных, строго координированных взаимодействий между секретом мужских половых путей и проходящими по ним мужскими гаметами. Особенно выражен этот процесс при прохождении сперматозоидов через придаток яичка. Придаток яичка представляет собой длинный извитой канал, по которому должны пройти сперматозоиды, покидающие яичко. Длина расправленного протока придатка яичка у жеребца может достигать 80 м, а продолжительность прохождения сперматозоидов составляет от 3 до 12 дней в зависимости от вида. Обычно в придатке яичка выделяют три отдела: головку (проксимальная часть), тело и хвост. Если хвост придатка яичка служит резервуаром для сперматозоидов, то головка и тело обеспечивают их созревание. Под контролем андрогенов эпителий придатка яичка секретирует белки, которые последовательно взаимодействуют с поверхностью сперматозоидов. Некоторые белки, приобретаемые сперматозоидами при прохождении по выводным путям, ведут себя как интегральные мембранные белки. В частности, некоторые белки, происходящие из придатка яичка, прикрепляются к плазматической мембране сперматозоидов посредством гликозилфосфатидилинозитольного (GPI) якоря. Наша лаборатория показала, что некоторые из этих белков секретируются эпителием придатка яичка апокринным путем и связываются с экзосомами, получившими название эпидидимосом. Эпидидимосомы богаты сфингомиелином и характеризуются высоким соотношением холестерина и фосфолипидов. С эпидидимосомами связано множество белков, некоторые из которых избирательно передаются сперматозоидам во время прохождения через придаток яичка. Мы идентифицировали ряд таких белков, ассоциированных с экзосомами и передаваемых созревающим сперматозоидам. К ним относятся два фермента, участвующие в полиольном пути: альдозоредуктаза и сорбитолдегидрогеназа. Еще одним белком, связанным с экзосомами и передаваемым сперматозоидам во время прохождения через придаток яичка, является цитокин MIF — фактор, ингибирующий миграцию макрофагов. Мы предположили, что полиольный путь и MIF, секретируемые эпителием придатка яичка апокринным путем, регулируют подвижность сперматозоидов при их прохождении через мужские половые пути. Наконец, P25b, относящийся к семейству белков поверхности сперматозоидов P26h/P34H, необходимых для связывания с поверхностью яйцеклетки, также приобретается в результате взаимодействия эпидидимосом с мужской гаметой. В исследованиях in vitro были определены условия переноса белков при совместной инкубации сперматозоидов из придатка яичка с эпидидимосомами. Перенос отобранных белков в определенные мембранные домены сперматозоидов является насыщаемым, зависит от температуры и pH и наиболее эффективен при pH 6,5. Присутствие цинка в инкубационной среде, в отличие от кальция и магния, значительно повышает эффективность переноса белков. Эти результаты показывают, что экзосомы участвуют в созревании сперматозоидов в придатке яичка, которое является необходимым этапом формирования мужских гамет с оптимальной оплодотворяющей способностью.