睾丸中释放的精子尽管分化完全但尚未成熟,需要在附睾中经历一系列复杂的结构与功能变化获得前向运动力和潜在的受精能力,期间涉及不同区域的附睾上皮细胞表达分泌的多种蛋白对精子表面进行修饰和加工。附睾中与精子成熟直接相关的分子的识别有助于我们更好的理解这一过程。β-defensin是重要的天然免疫分子,构成了生物体与外界环境之间的保护屏障。β-defensin不仅参与抗微生物天然免疫、抗病毒、趋化和免疫增强的作用,还在细胞分化、肿瘤发展、组织重构等过程中发挥广泛的功能。本研究组于2001年报道了附睾组织中第一个β-defensin-Bin1b,它除了具有抗菌活力外还能够通过激活精子的L型Ca2+通道来启始精子运动,提示附睾特异表达的β-defensins可能在维持附睾组织正常的生殖过程中发挥重要作用。本文中,我们选择大鼠附睾不同区域特异表达的β-defensins,从参与精子成熟和天然免疫两方面对其功能进行研究。　　 大鼠Defb15在mRNA及蛋白质水平特异性地表达于附睾头部区域,其表达水平依赖于雄激素并受发育水平调控。大鼠Defb15蛋白由附睾头部上皮细胞合成并分泌到管腔中,并与其中的精子结合在顶体区域。体外孵育附睾头部精子和Defb15抗体,精子运动力大幅度下降。另外,我们用基于慢病毒载体的RNA干扰方法体内下调Defb15基因的表达,对附睾中的精子表型进行分析。结果表明当附睾体内Defb15的表达水平下调50～60％后,附睾头部和尾部精子的运动力和前向运动率显著下降。另外,Defb15表达下调后尽管附睾尾部精子的获能及顶体反应没有影响,然而体外受精率明显降低,并且雄鼠的生育力也显著下降。这表明大鼠Defb15具有维持精子运动力和调控雄性生育力的功能。　　 大鼠Defb42在mRNA及蛋白水平特异性地表达于大鼠附睾头部起始区的主细胞中,其表达位置集中于非常狭窄的1、2两区(大鼠附睾按19区划分)。1区大部分主细胞都表达Defb42,而2区中Defb42的表达信号零星分布于个别细胞中。附睾中Defb42的表达受发育水平调控,并不依赖于雄激素,可能对睾丸因子的反应更加敏感。　　 此外,我们进一步研究了附睾β-defensins在天然免疫过程中的作用。我们利用内含肽融合表达系统重组表达了大鼠Defb14、大鼠Defb15及其人中同源物DEFB106的活性蛋白,并检测其抗菌活力。这些β-defensins都显示了一定程度的剂量依赖性的抑制大肠杆菌、金黄葡萄球菌和白色念珠球菌的活力。中性条件下(pH7.4磷酸盐缓冲液),Defb14对三种病原微生物的抑菌活力最强；Defb15抗大肠杆菌活力较强,而对金黄葡萄球菌和白色念珠球菌的抑制效果较弱。然而在弱酸性条件下(pH6.5磷酸盐缓冲液)进行检测,Defb15抗金黄葡萄球菌和白色念珠球菌的活力明显提高。综合以上结果,大鼠附睾特异表达的β-defensins在精子成熟和天然免疫过程中发挥着双重作用。