Tế bào Sertoli từ lâu đã được xem như là yếu tố chính trong quá trình hình thành cơ quan và quá trình sinh tinh của tinh hoàn. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy các loại tế bào khác trong khoang kẽ tinh hoàn cũng có đóng góp quan trọng trong tinh hoàn tuy nhiên lại ít được hiểu rõ.  

Khoang kẽ của tinh hoàn – khu vực bên ngoài ống sinh tinh, bao gồm nhiều loại tế bào như tế bào quanh ống, tế bào nội mô mạch máu, cơ trơn mạch máu và các tế bào quanh mạch khác, tế bào Leydig sản xuất steroid, các tế bào tiền sinh trung mô không biệt hóa và các tế bào miễn dịch trong điều kiện bình thường bao gồm các đại thực bào tinh hoàn.

1. Tế bào Leydig

Tế bào Leydig là tế bào sản xuất testosterone chính của vùng kẽ tinh hoàn. Ngoài vai trò đã được biết rõ của testosterone đối với quá trình biệt hóa, testosterone còn tác động lên tế bào quanh ống làm thay đổi kiểu hình của chúng như điều hòa nồng độ thụ thể androgen (AR), co thắt cơ trơn và tiết cytokine. Quá trình này giúp thúc đẩy quá trình vận chuyển tinh trùng và đảm bảo khả năng sinh sản của nam giới.

Ngoài sản xuất testosterone, tế bào Leydig còn sản xuất IGF1 - một tác nhân quan trọng trong quá trình sinh sản của nam giới là IGF1. Thụ thể của IGF1 đươc biểu hiện ở hầu hết các loại tế bào tinh hoàn. Việc mất thụ thể IGF1 trên Sertoli làm giảm kích thước tinh hoàn và làm ngưng quá trình sản xuất tinh trùng, trong khi mất thụ thể IGF1 trên tế bào Leydig làm giảm hoạt động sản xuất steroid và giảm sinh tinh.

Ngoài tác động lên quá trình sinh tinh, tế bào Leydig và các yếu tố tiết ra của chúng cũng tác động trực tiếp lên số lượng tế bào Sertoli và đại thực bào tinh hoàn.

2. Đại thực bào và các tế bào miễn dịch khác

Nghiên cứu ban đầu cho thấy số lượng đại thực bào suy giảm sẽ biểu hiện nhiều khiếm khuyết trong khả năng sinh sản ở nam giới. Đại thực bào có chức năng điều hòa số lượng và hoạt động tiết của tế bào Leydig. Đai thực bào tinh hoàn sản xuất 25‐hydroxycholesterol, là chất kích thích sự biệt hóa tế bào Leydig và hoạt động tiết steroid. Các yếu tố khác do đại thực bào tiết ra như interleukin – 1 (IL – 1) và yếu tố tăng trưởng TGFa cũng có vai trò thúc đẩy tăng sinh tế bào Leydig. Ngược lại đại thực bào cũng tiết cytokine tiền viêm và các gốc oxi hóa tự do (ROS) có khả năng ức chế tế bào Leydig và giảm sản xuất testosterone. Nghiên cứu cho thấy rằng số lượng đại thực bào giảm dẫn tới giảm lượng testosterone tiết ra từ tế bào Leydig.

Ngoài ra đại thực bào còn có vai trò điều hòa các khía cạnh khác của quá trình sinh tinh. Sau khi loại bỏ đại thực bào tinh hoàn, số lượng tế bào sinh tinh giảm xuống do bất thường trong quá trình tăng sinh hoặc biệt hóa tế bào. Đại thực bào còn có vai trò điều hòa miễn dịch trong tinh hoàn. Ngoài ra đại thực bào còn có vai trò trong quá trình hình thành cơ quan của bào thai và hình thành tinh hoàn hoàn chỉnh. Một nghiên cứu cho thấy loại bỏ đại thực bào tinh hoàn, tinh hoàn thai nhi có hiện tượng gián đoạn trong quá trình tái tạo mạch máu và cấu trúc tinh hoàn bị bất thường.

3. Tế bào liên kết mạch máu (vasculature-associated cells)

Hệ thống mạch máu có vai trò thiết yếu trong việc cung cấp oxy và chất chuyển hóa cho sự phát triển và duy trì mô. Trong tinh hoàn, mạch máu có vai trò hình thành cơ quan và cân bằng nội mô cơ quan. Các tế bào nội mô tinh hoàn có vai trò cô lập vùng chứa các tế bào chưa biệt hóa. Tế bào nội mô sản xuất GDNF và các yếu tố khác để thúc đẩy duy trì các tế bào chưa biệt hóa.

Mạch máu tinh hoàn còn là chất trung gian quan trọng để liên lạc giữa các loại tế bào sinh dưỡng khác nhau. Nghiên cứu cho thấy nếu loại bỏ tế bào Sertoli ở tinh hoàn thì tổng thể tích mạch tinh hoàn, số nhánh mạch và số lượng vi mạch giảm. Hệ thống mạch máu tinh hoàn bị rối loạn dẫn đến trao đổi chất giữa mạch máu và khoang kẽ giảm. Sự trao đổi chất giảm làm giảm nồng độ testosterone trong tuần hoàn.

4. Tế bào quanh ống (peritubular cells)

Tế bào quanh ống là những tế bào giống như tế bào cơ trơn, hình thành nên lớp bao xung quanh ống sinh tinh có vai trò hỗ trợ cho cấu trúc của ống sinh tinh. Các tế bào này chịu trách nhiệm về hoạt động nhu động trong quá trình giao hợp và di chuyển của tinh trùng qua các ống. Ngoài ra, các tế bào quanh ống còn ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào Sertoli và tế bào Leydig. Tế bào quanh ống biểu hiện thụ thể androgen (AR) và ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh thông qua con đường này. Các nghiên cứu cho thấy ức chế biểu hiện AR ở tế bào quanh ống làm ảnh hưởng đến chức năng tế bào Serloti như giảm kích thước tinh hoàn, giảm số lượng tinh trùng, giảm số lượng tế bào mầm sinh tinh và hình thành ống sinh tinh bất thường. Nó còn ảnh hưởng đến chức năng tế bào Leydig như giảm testosterone, cuối cùng dẫn đến vô tinh và vô sinh.

Tế bào Sertoli được xem là có vai trò trung tâm trong sự phát triển và chức năng của tinh hoàn. Tuy nhiên các tế bào khác như tế bào Leydig, tế bào miễn dịch, tế bào quanh ống, đều có nhiệm vụ điều phối hoạt động của tinh hoàn cả ở khoang kẽ và trong ống sinh tinh. Các tế bào này là những liên kết quan trọng giữa hệ thống miễn dịch, hệ thống sinh sản và sức khỏe tổng thể.


Nguồn: Heinrich, A., & DeFalco, T. (2020). Essential roles of interstitial cells in testicular development and function. Andrology, 8(4), 903-914.

Từ khóa: tế bào kẽ, tinh hoàn, tế bào Leydig