Durchflusszytometrischer Nachweis von Cannabinoid-Rezeptor 1 auf der Oberfläche von Spermatozoen

Abstract

<strong>Hintergrund:</strong> Die konventionelle Samenanalyse stellt einen wesentlichen Bestandteil der andrologischen Fertilitätsdiagnostik dar, erlaubt jedoch nur eingeschränkt Rückschlüsse auf die funktionelle Kompetenz von Spermatozoen. Das Endocannabinoid-System ist an verschiedenen reproduktionsbiologischen Prozessen beteiligt. Insbesondere für den Cannabinoid-Rezeptor 1 (CB1) bestehen Hinweise auf eine Beteiligung an Spermatogenese, Spermienreifung, Motilität, Kapazitation und Akrosomreaktion. Die Bedeutung einer CB1-Oberflächenexpression auf humanen Spermatozoen und deren Zusammenhang mit etablierten Samenparametern ist jedoch bislang nicht abschließend geklärt.<br/>

<strong>Zielsetzung:</strong> Ziel der vorliegenden Arbeit war der durchflusszytometrische Nachweis von CB1 auf der Oberfläche humaner Spermatozoen. Darüber hinaus wurde untersucht, ob die CB1-Expression mit klassischen Parametern der Samenanalyse sowie weiteren klinischen und laborchemischen Parametern assoziiert ist. Ergänzend erfolgte ein Vergleich der Oberflächenexpression von CB1 und CB2.<br/>

<strong>Methoden:</strong> Untersucht wurden Spermaproben von 51 Patienten einer andrologischen Sprechstunde. Nach Durchführung der routinemäßigen Samenanalyse wurden die Spermatozoen aufbereitet und die Expression der Cannabinoid-Rezeptoren mittels Durchflusszytometrie bestimmt. CB1 wurde über einen PE-konjugierten Anti-CB1-Antikörper detektiert; CB2 wurde mittels eines primären Rabbit-anti-CB2-Antikörpers und eines Alexa-Fluor-488-konjugierten Goat-anti-Rabbit-Sekundärantikörpers nachgewiesen. Die Rezeptorexpression wurde mit Parametern der Samenanalyse sowie Alter, Karenzzeit und weiteren laborchemischen Parametern korreliert. Die statistische Auswertung umfasste Korrelationsanalysen und den gepaarten t-Test bei einem Signifikanzniveau von p < 0,05.<br/>

<strong>Ergebnisse:</strong> CB1 konnte mittels Durchflusszytometrie auf der Oberfläche humaner Spermatozoen nachgewiesen werden. Im Mittel waren etwa 64 % der untersuchten Ereignisse CB1-positiv. Die CB1-Expression war signifikant höher als die Expression von CB2. Darüber hinaus zeigte sich eine signifikante positive Korrelation zwischen der CB1-Expression und der Spermiendichte. Ebenfalls bestand eine signifikante positive Korrelation mit der sehr schnellen Motilität (r = 0,309; p = 0,029), während für die mittlere Motilität kein signifikanter Zusammenhang nachweisbar war. Für Alter, Karenzzeit, DNA-Integrität, IL-6 und die untersuchten immunologischen Parameter ergaben sich keine signifikanten Assoziationen.<br/>

<strong>Schlussfolgerung:</strong> Die vorliegende Arbeit zeigt, dass CB1 auf der Oberfläche humaner Spermatozoen durchflusszytometrisch nachweisbar ist. Die positiven Zusammenhänge der CB1-Expression mit Spermiendichte und sehr schneller Motilität sprechen für eine mögliche Assoziation des Rezeptors mit funktionellen Eigenschaften von Spermatozoen. Aus dem vorliegenden Querschnittsdesign können jedoch keine kausalen Zusammenhänge abgeleitet werden. Ob CB1 selbst funktionell an der Regulation der Spermienfunktion beteiligt ist oder dessen Expression lediglich einen Marker funktionell kompetenter Spermatozoen darstellt, bedarf weiterer Untersuchungen. Größere Studien mit fertilen Kontrollgruppen sowie funktionelle Untersuchungen des Endocannabinoid-Systems sind erforderlich, um die biologische und mögliche diagnostische Bedeutung von CB1 für die männliche Fertilität weiter zu charakterisieren.