2021年3月3日 訊 /生物谷BIOON/ --在目前所有可用的避孕方法中,，口服避孕藥依然是最受人們歡迎的,，然而，避孕藥僅對(duì)女性有效,，經(jīng)過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的研究努力,，目前科學(xué)家們并未成功開(kāi)發(fā)出一款針對(duì)男性的非激素類避孕藥；科學(xué)家們?cè)谶@一領(lǐng)域未能取得重大進(jìn)展的部分原因在于他們并未完全理解男性精子的發(fā)生以及精子的生物學(xué)特性,；比如,，很多人認(rèn)為男性避孕藥應(yīng)將精子的數(shù)量抑制到很低的水平甚至為零，從而就能有效預(yù)防女性受孕,；然而,，精子產(chǎn)生的完全阻礙需要剔除生精細(xì)胞（spermatogenic cells），這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致睪丸萎縮,，而這顯然會(huì)給男性帶來(lái)一定的副作用影響,。此外,，生殖細(xì)胞的剔除也會(huì)改變睪丸中的細(xì)胞組成和微環(huán)境，從而反過(guò)來(lái)就會(huì)誘發(fā)下丘腦-垂體-睪丸反饋系統(tǒng),，導(dǎo)致機(jī)體系統(tǒng)性副作用的產(chǎn)生,，因此，找到一種既能消除所有精子又不會(huì)產(chǎn)生毒性副作用的化合物,，對(duì)于科學(xué)家們而言是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn),。

圖1：雷公藤內(nèi)酯酮在小鼠機(jī)體中避孕作用的概念驗(yàn)證功效試驗(yàn)

圖片來(lái)源：Chang， Z,，et al. Nat Commun 12,， 1253 (2021). doi：10.1038/s41467-021-21517-5

盡管在全球范圍內(nèi)女性承擔(dān)著約大部分的避孕節(jié)育任務(wù)，但有社會(huì)調(diào)查顯示,，如今越來(lái)越多的男性愿意共同承擔(dān)這種社會(huì)義務(wù),；目前的男性避孕方法還僅局限于傳統(tǒng)的體外射精、絕育手術(shù)和避孕套等,，半個(gè)世紀(jì)以來(lái)男性避孕藥物的研發(fā)進(jìn)展十分有限,，至今并沒(méi)有一種具有臨床應(yīng)用潛質(zhì)的男性避孕藥。近日,，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Nature Communications上題為“Triptonide is a reversible non-hormonal male contraceptive agent in mice and non-human primates”的研究報(bào)告中,，來(lái)自中國(guó)廣東省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們就通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，一種從中國(guó)的中草藥雷公藤 ( tripterygium wilfordii hook F)中純化提取的天然化合物—雷公藤內(nèi)酯酮（triptonide,，雷公藤內(nèi)酯酮）或能在雄鼠和雄性食蟹猴體內(nèi)展現(xiàn)出可逆的雄性避孕效果。每日按照單一劑量口服雷公藤內(nèi)酯酮或能誘發(fā)精子畸形使其僅具有微弱甚至失去運(yùn)動(dòng)性,，并能在3-4周和5-6周分別誘發(fā)雄鼠和雄性食蟹猴出現(xiàn)不育,，這種方法能達(dá)到近乎100%的有效性。

研究者表示,，當(dāng)在雄鼠和雄性食蟹猴中停止攝入雷公藤內(nèi)酯酮后,，其機(jī)體的生育力大約會(huì)在4-6周恢復(fù)；基于對(duì)小鼠重要器官的組織學(xué)檢查以及對(duì)食蟹猴的血液學(xué)和血清生化分析,，研究者發(fā)現(xiàn),，無(wú)論是短期還是長(zhǎng)期的雷公藤內(nèi)酯酮療法都不會(huì)引起這兩種動(dòng)物出現(xiàn)明顯的系統(tǒng)性毒副作用。在體內(nèi)精子形成過(guò)程中,，雷公藤內(nèi)酯酮似乎能靶向作用斑珠蛋白（plakoglobin）并干擾其與SPEM1的相互作用,，而且靶向作用晚期的精子發(fā)生或許有望幫助科學(xué)家們開(kāi)發(fā)新型非激素的男性避孕藥。

本文研究的主要結(jié)果包括：1）口服雷公藤內(nèi)酯酮會(huì)導(dǎo)致雄性小鼠機(jī)體精子畸形以及運(yùn)動(dòng)能力降低,，從而導(dǎo)致其不育癥發(fā)生,；雄性成年小鼠每日口服雷公藤內(nèi)酯酮0.8 mg/kg（最低有效劑量）4周后，其機(jī)體精子發(fā)生嚴(yán)重變形且失去活力,，并不能使有生育力的雌性小鼠受孕,。2）口服雷公藤內(nèi)酯酮會(huì)導(dǎo)致雄性食蟹猴不育癥發(fā)生,；雄性成年食蟹猴（9-13歲，4.96-11.8kg）每日口服雷公藤內(nèi)酯酮0.1mg/kg（最低有效劑量）5周后,，精子開(kāi)始發(fā)生變形,，活力下降，數(shù)量減少,，也不能使有生育力雌性食蟹猴懷孕,。3）雷公藤內(nèi)酯酮在雄性小鼠和雄性食蟹猴中誘發(fā)的不育癥能被完全逆轉(zhuǎn)；當(dāng)雄性C57BL/6小鼠口服0.8mg/kg雷公藤內(nèi)酯酮4周后精子出現(xiàn)嚴(yán)重變形時(shí)停藥,，停藥4周后,，小鼠精子形態(tài)、精子活力恢復(fù)正常,，能使有生育力雌性小鼠懷孕并生出健康子代 （如圖1B）,。食蟹猴口服0.1mg/kg雷公藤內(nèi)酯酮8周后停藥，停藥5-6周后,，食蟹猴精子形態(tài),、精子活力和精子數(shù)量都恢復(fù)正常，能夠使雌性食蟹猴懷孕并生出健康的猴仔（如圖1C）,。4）EC50分析（50%有效濃度分析）結(jié)果表明,，雷公藤內(nèi)酯酮是一種潛在安全有效的雄性避孕藥；5）雷公藤內(nèi)酯酮并不會(huì)誘發(fā)DNA雙鏈斷裂,；6）斑珠蛋白/γ-連環(huán)蛋白（junction plakoglobin/gamma-catenin）或能作為雷公藤內(nèi)酯酮的候選作用靶點(diǎn),。

圖2：雷公藤內(nèi)酯酮誘發(fā)的成年小鼠和食蟹猴雄性不育的可逆性研究

圖片來(lái)源：Chang， Z,，et al. Nat Commun 12,， 1253 (2021). doi：10.1038/s41467-021-21517-5

研究者認(rèn)為，支持雷公藤內(nèi)酯酮安全性的證據(jù)是其與誘導(dǎo)雄性不育和精子活力喪失相關(guān)的EC50為0.1,？mg/kg,，其是小鼠最低有效劑量（0.8mg/kg）的1/8，LD50（半數(shù)致死劑量,，300,？mg/kg）的1/3000。換句話說(shuō),，雷公藤內(nèi)酯酮在抑制雄性小鼠生育力上非常有效,，因?yàn)榧词故钦┝康?/8，其也能使得一半接受治療的小鼠產(chǎn)生最大的作用效果,；因此,，達(dá)到男性避孕所需要的雷公藤內(nèi)酯酮的有效劑量或許遠(yuǎn)低于會(huì)引起機(jī)體產(chǎn)生有害副作用的水平。由于雷公藤內(nèi)酯酮是雷公藤中含量最高的化合物,，從這種中草藥中純化出的雷公藤內(nèi)酯酮有時(shí)會(huì)被微量的雷公藤內(nèi)酯或其它含量豐富的化合物所污染,，因此本文中,，研究人員將研究中所使用的兩批次純化的雷公藤內(nèi)酯酮和一批次化學(xué)合成的雷公藤內(nèi)酯酮進(jìn)行純度測(cè)試，利用NMR和元素分析,，結(jié)果顯示,，這三種雷公藤內(nèi)酯酮的純度均接近100%。而且利用合成的雷公藤內(nèi)酯酮對(duì)小鼠進(jìn)行概念驗(yàn)證（POC）功效測(cè)試,，均獲得了相同的可逆雄性避孕效果,；相關(guān)研究結(jié)果表明，雷公藤內(nèi)酯酮所產(chǎn)生的男性避孕效果的確是由這一化合物所引起的,，而并非是其它微量污染物所致,。

值得注意的是，本文研究的重點(diǎn)是針對(duì)POC療效測(cè)試,，缺乏明顯的副作用,，這或許是基于他們對(duì)兩種動(dòng)物行為的觀察、以及對(duì)重要器官的形態(tài)和組織學(xué)的檢查（僅小鼠）,，以及血液學(xué)和血清的生化分析（僅食蟹猴）,；盡管研究數(shù)據(jù)表明，雷公藤內(nèi)酯酮或能作為一種非常有前途的男性候選避孕藥物,，但后期研究人員還需要進(jìn)行更為全面的藥代動(dòng)力學(xué)和毒理學(xué)來(lái)進(jìn)一步評(píng)估其安全性,，那么問(wèn)題來(lái)了，為何雷公藤內(nèi)酯酮僅能對(duì)晚期的精子發(fā)生產(chǎn)生作用而并不會(huì)影響機(jī)體其它主要器官的功能呢,？一種解釋就是,，雷公藤內(nèi)酯酮能靶向作用僅在伸長(zhǎng)的精子細(xì)胞中所表達(dá)的蛋白質(zhì)；研究人員進(jìn)行藥物靶點(diǎn)識(shí)別試驗(yàn)結(jié)果表明,，斑珠蛋白/γ-連環(huán)蛋白或許就是最有可能的一種作用靶點(diǎn),；而SPEM1作為斑珠蛋白/γ-連環(huán)蛋白的互動(dòng)伙伴，其的確會(huì)在精子發(fā)生過(guò)程中被伸長(zhǎng)的精子細(xì)胞所表達(dá),，因此，SPEM1正常功能的發(fā)揮極有可能需要與斑珠蛋白/γ-連環(huán)蛋白的相互作用,，一旦在雷公藤內(nèi)酯酮存在的情況下SPEM1與斑珠蛋白/γ-連環(huán)蛋白之間的相互作用被破壞,，那么SPEM1的功能就會(huì)被“廢除”，盡管其二者之間的相互作用或能解釋雷公藤內(nèi)酯酮對(duì)睪丸所產(chǎn)生的特殊效應(yīng),，但后期研究人員還需要利用遺傳模型和體外試驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步研究其所產(chǎn)生的效應(yīng),。

總的來(lái)講，本文研究中,，研究人員報(bào)道了雷公藤內(nèi)酯酮或許能在小鼠和非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物中作為一種潛在安全的非激素雄性避孕藥,，這一研究成果驗(yàn)證了開(kāi)發(fā)男性避孕藥的一個(gè)較為普遍的想法，即通過(guò)靶向作用精子發(fā)生過(guò)程中的特殊蛋白或?qū)ζ溲由觳襟E非常重要的其它基因產(chǎn)物,，就能使得所有精子失去活力,，而并非會(huì)殺滅或剔除所有精子,；后期研究人員還需要進(jìn)一步深入研究將雷公藤內(nèi)酯酮作為開(kāi)發(fā)非激素男性避孕藥的潛力和安全性。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

【1】Chang,， Z.,， Qin， W.,， Zheng,， H. et al. Triptonide is a reversible non-hormonal male contraceptive agent in mice and non-human primates. Nat Commun 12， 1253 (2021). doi：10.1038/s41467-021-21517-5

【2】Nat Comm/閆威/唐運(yùn)革聯(lián)合研發(fā)出一種新型非激素類男性避孕藥

https：//news.bioon.com/article/6784601.html