Investigation of the Relationship of Sperm Motility and Kisspeptin in Infertile Men

Abstract

Sperm motility problems are among the most important causes of male infertility. In parallel with the enlightenment of the possible mechanisms of sperm motility, the number of researches on possible treatment methods to overcome this problem is increasing day by day. In recent years, a peptide named kisspeptin (KISS1) has been discovered that has an effect on the regulation of puberty and reproductive functions. It is assumed that this peptide may have effects on sperm motility. In our study, we aimed to investigate the possible effects of KISS1 on sperm motility in male subfertility groups with sperm motility disorders. The groups were formed with the participation of 40 male volunteers between the ages of 25-40 who diagnosed wtih normozoospermia (NZ), asthenozoospermia (AZ), oligoastenozoospermia (OAZ) or oligoastenoteratozoospermia (OATZ). KISS1 concentration was determined by ELISA in serum and semen samples. Basal sperm parameters were determined. Half of the sperm samples of each case were treated with kisspeptin-13 (KP-13), while the other half was not treated. KISS1, KISS1R, CATSPER1 and AKAP4 gene expression levels were determined by qRT-PCR. Intracellular calcium concentrations were determined by fluorescence spectrophotometer and laser scanning confocal microscope with fluorescent attachment. All data were analyzed statistically. A higher level of KISS1 expression was detected in the AZ group compared to the other infertility groups in biochemical analysis. KISS1 gene expression was higher in sperm samples belonging to AZ group compared to other infertile groups. CATSPER1 and AKAP4 gene expression levels in subfertile groups increased significantly after KP-13 administration. The highest increase in terms of CATSPER1 gene expression was found in the AZ group. The highest increase in terms of AKAP4 gene expression was found in the OATZ group. The increase in intracellular calcium levels after KP-13 administration showed a statistically significant difference only in the AZ group. Semen KISS1 concentration results were in line with KISS1 gene expression levels. After KP-13 application, significant increase was observed in the parameters related to sperm motility in AZ, OAZ and OATZ groups, while the most significant effect was observed in the AZ group. KP-13 administration had effects on sperm motility parameters.

Sperm hareket bozukluklukları erkek infertilitesinin en önemli nedenleri arasında yer almaktadır. Sperm hareket kabiliyetine dair mekanizmaların aydınlanmasıyla birlikte, bu problemin üstesinden gelmek için muhtemel tedavi yöntemleri üzerine yapılan araştırmaların sayısı her geçen gün artmaktadır. Son yıllarda, puberteye girişin düzenlenmesinde ve üreme fonksiyonları üzerinde etkinlik gösteren kisspeptin (KISS1) isimli bir peptit keşdefilmiştir. Bu peptitin sperm hareketliliği üzerine etkilerinin olabileceği varsayılmaktadır. Çalışmamızda, sperm hareket bozuklukları görülen erkek infertilitesi alt gruplarında KISS1'in sperm hareketliliği üzerine olası etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma grupları normozoospermi (NZ), astenozoospermi (AZ), oligoastenozoospermi (OAZ) ve oligoastenoteratozoospermi (OATZ) tanılarından birisini alan 25-40 yaşları arasında 40 erkek gönüllünün katılımıyla oluşturuldu. Olgulardan alınan serum ve semen örneklerinde biyokimyasal metotlarda KISS1 konsantrasyon tayini yapıldı. Semen örneklerinde bazal sperm parametreleri tayin edildi. Her olguya ait sperm örneklerinin yarısı kisspeptin-13 (KP-13) ile muamele edilirken diğer yarısına herhangi bir işlem uygulanmadı. Tüm örneklerde KISS1, KISS1R, CATSPER1 ve AKAP4 gen ifade düzeyleri qRT-PCR işlemi ile tespit edildi. Hücre içi kalsiyum konsantrasyonları floresan spektrofotometre ve floresan ataçmanlı lazer taramalı konfokal mikroskop ile tayin edildi. Tüm veriler istatiksel olarak analiz edildi. Semen biyokimyasal analizinde, AZ grubunda diğer infertilite gruplarına kıyasla daha yüksek düzeyde KISS1 ifadesi tespit edildi. AZ grubuna ait sperm örneklerinde KISS1 gen ifadesi diğer infertil gruplara göre daha yüksekti. İnfertil gruplarda CATSPER1 ve AKAP4 gen ifade düzeyleri KP-13 uygulaması sonrası belirgin artış gösterdi. CATSPER1 gen ifadesi açısından en yüksek artış AZ grubunda, AKAP4 gen ifadesi açısından en yüksek artış OATZ grubunda tespit edildi. KP-13 uygulaması sonrası hücre içi kalsiyum düzeylerindeki artışın sadece AZ grubunda istatiksel olarak anlamlı farklılık gösterdiği tespit edildi. Semen KISS1 konsantrasyon sonuçları, KISS1 gen ifade düzeyi analizleri ile paralellik göstermektedir. KP-13 uygulaması sonrası AZ, OAZ ve OATZ gruplarında, sperm motilitesi ile ilişkili parametrelerde belirgin artış gözlenirken, en belirgin etki AZ grubunda gözlendi. KP-13 uygulamasının incelenen sperm motilite parametreleri üzerinde motiliteyi artırıcı yönde etkilerinin olduğu tespit edildi.