睾丸间质细胞（Leydig细胞）是雄性生殖系统中合成和分泌睾酮的核心细胞类型，其功能状态直接影响精子发生、性器官发育及雄性生殖能力。由于原代睾丸间质细胞提取困难且体外培养易丧失功能特性，建立稳定的体外细胞模型对于雄性生殖研究至关重要。MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞来源于C57BL/6小鼠的可移植Leydig细胞肿瘤（M548OP），保留了原始肿瘤对激素的反应能力和完整的类固醇合成通路，已被广泛应用于生殖生理学、生殖内分泌学及生殖毒理学等领域。近年来，围绕MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞开展的研究涵盖了环境污染物毒性评估、热应激损伤与营养保护、寄生虫感染机制以及表观遗传调控等多个前沿方向，为深入理解雄性生殖功能障碍的发生机制提供了重要依据。
环境内分泌干扰物对MLTC-1细胞的毒性效应
随着工业化进程的加速，环境内分泌干扰物（EDCs）对雄性生殖系统的危害日益受到关注。邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯（DEHP）是一种广泛应用于医用塑料和聚氯乙烯制品中的增塑剂，其进入机体后迅速代谢为邻苯二甲酸单乙基己基酯（MEHP）。研究员以MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞为模型，系统评估了DEHP及其代谢产物MEHP对细胞凋亡和类固醇激素合成基因表达的影响。研究发现，高浓度（100和1000 μmol/L）的DEHP和MEHP可显著诱导MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞发生晚期凋亡，并降低细胞活力[1]。
在类固醇激素合成通路方面，DEHP暴露显著改变了关键酶基因的表达模式，100 μmol/L DEHP显著抑制了CYP17A1、CYP11A1以及关键调控因子SF-1的转录水平，同时下调了黄体激素受体（LHR）的表达[1]。而MEHP则在低浓度（1 μmol/L）时显著增加了3β-HSD基因的表达。这些结果表明，DEHP和MEHP可通过干扰MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞中类固醇激素合成相关酶、调控因子和受体基因的表达，引发内分泌紊乱，揭示了塑料增塑剂对雄性生殖健康的潜在威胁机制。
热应激损伤与L-精氨酸的保护作用
在全球气候变暖和集约化畜牧业发展的背景下，环境高温对雄性生殖功能的影响成为研究热点。睾丸对温度极为敏感，热应激可导致睾丸间质细胞氧化损伤和凋亡，进而影响睾酮分泌。利用MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞构建了热应激损伤模型，并探讨了条件性必需氨基酸，L-精氨酸对热处理细胞的保护作用[2]。
实验结果显示，42℃热处理显著降低了MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活力，诱发了氧化应激反应，并导致细胞早期和晚期凋亡比例明显增加[2]。在分子水平上，热处理使类固醇激素合成限速酶StAR的基因表达发生显著改变。当添加5~10 μg/mL L-精氨酸后，热处理MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞的GSH-Px活力得到恢复，凋亡细胞数量明显降低，抗凋亡基因PI3K和Bcl-2的表达量显著上调。更为重要的是，L-精氨酸显著促进了睾酮合成相关基因StAR、SF-1和Cyp17a1的表达，表明L-精氨酸可通过增强抗氧化和抗凋亡能力，有效缓解热应激对MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞的损伤，并维持睾酮合成通路的正常运转[2]。
弓形虫感染对MLTC-1细胞睾酮分泌的干扰
刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）是一种能感染几乎所有温血动物的细胞内寄生原虫，可侵入睾丸等组织器官，导致雄性动物性功能下降、精子数量减少等生殖障碍。研究以MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞为研究对象，构建了弓形虫RH株速殖子与睾丸间质细胞的体外共培养模型，深入探究了弓形虫感染对睾酮分泌的影响及其分子机制[3]。
瑞氏-吉姆萨染色观察发现，弓形虫在1小时内即可接近并进入MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞，3小时时大部分虫体已进入细胞内，12小时时细胞中出现大量空泡，60小时左右细胞大量破裂[3]。ELISA检测结果表明，当弓形虫与细胞比例高于5:1时，睾酮分泌量显著增加，且感染组的睾酮水平随培养时间延长持续升高。然而，Western blot结果揭示了一个有趣的现象：共培养9~12小时后，感染组中类固醇激素合成关键酶CYP11A1、3β-HSD和CYP17A1的蛋白表达水平显著下降。这说明弓形虫虽然能在短时间内刺激MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞分泌睾酮，但随着感染时间延长，会通过抑制类固醇激素合成酶的表达来损害细胞的正常合成功能[3]，这为理解弓形虫感染导致的雄性生殖障碍提供了重要的细胞学证据。
表观遗传调控：Trps1对MLTC-1细胞睾酮合成的抑制机制
睾酮合成过程受到多层次、精密的转录调控，其中表观遗传修饰在维持睾丸间质细胞功能稳态中扮演着关键角色。孙建东在其博士论文中，以MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞和原代小鼠睾丸间质细胞为模型，深入揭示了毛-发-鼻-指（趾）综合征-1基因（Trps1）在调控睾酮合成中的新功能及其表观遗传机制。
单细胞转录组测序分析显示，Trps1在小鼠睾丸中表达于睾丸间质细胞，且与睾酮合成酶基因Cyp11a1、Hsd3b呈负相关。在MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞中沉默Trps1后，细胞培养上清中孕酮（替代睾酮检测）含量显著增高，转录因子Sf-1及睾酮合成酶Cyp11a1、Hsd3b的表达水平明显上调[4]。深入的机制研究发现，Trps1并不直接与Sf-1启动子结合，而是通过与组蛋白去乙酰化酶1/2（Hdac1/2）发生蛋白质相互作用来发挥调控功能。当MLTC-1小鼠睾丸间质细胞瘤细胞中Trps1缺失时，Hdac1/2活性降低，导致组蛋白H3第9和第14位赖氨酸乙酰化（H3k9/14ac）水平增高，更多的H3k9/14ac在Sf-1启动子区域富集，从而激活Sf-1转录，进而上调下游睾酮合成酶基因的表达[4]。这一发现不仅揭示了Trps1作为抑制因子在睾丸间质细胞中的新功能，也为理解表观遗传修饰在雄性生殖调控中的作用开辟了新的视角。
参考文献
[1] 叶婷, 董四君, 王佳, 等. DEHP及其代谢产物MEHP对MLTC-1细胞凋亡和类固醇激素合成基因表达的影响[J]. 环境卫生学杂志, 2018, 8(4): 281-287, 293.
[2] 贾潇, 李照见, 李延森, 等. L-精氨酸对热处理MLTC-1细胞氧化、凋亡及睾酮合成相关基因表达的影响[J]. 畜牧与兽医, 2021, 53(3): 19-25.
[3] 王海论, 黄晓宇, 余春辰, 等. 弓形虫感染对小鼠睾丸间质细胞睾酮分泌的影响及机制研究[J]. 动物医学进展, 2022, 43(10): 50-55.
[4] 孙建东. Trps1在小鼠睾丸间质细胞中调节Sf-1转录活性及睾酮合成[D]. 福州: 福建医科大学, 2024.