弱精子症患者精子中SEPT7基因表达情况研究
文章导读:留取2013年4月至2014年12月我院门诊就诊的弱精子症40例患者的精液标本,分析SEPT7基因表达与弱精子症的相关性。结果:患者的正常精子的浓度及pH与弱精子无关,不具有统计学意义(P>0.05),患者正常精子的平均光密度值高于弱精子,在前向运动精子率上,正常精子高于弱精子,而且正常精子与弱精子在SEPT7 mRNA基因表达上具有显著差异,正常精子与弱精子比较差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。 |
在世界卫生组织召开的环境对生殖影响的国际研讨会上,学者们郑重提出,21世纪,不育症成为第三大疾病,仅次于肿瘤和心脑血管疾病。在我国,10%的夫妇患有不育症。根据国家人口和计划生育委员会的调查数据显示,我国男性精液质量逐年下降,在工业发达的地区,精液中精子质量下降的速度更快,弱精子症成为男性不育的主要原因中的一种。针对男性不育弱精子症情况,本研究收集我们门诊就诊的弱精子症患者40例的精液标本,对精子中的人隔蛋白7(SEPT7)基因表达进行研究,以期为患者的临床诊断和治疗提供新的思路和方法。
1 资料与方法
1.1 一般资料
本研究获得医院伦理委员会许可,留取2013年4月至2014年12月我院门诊就诊的弱精子症40例患者的精液标本作为研究组,留取患者均对本次研究知情,并同意参与研究,患者年龄在24~36岁之间,平均年龄在(29.4±1.2岁)。留取患者夫妇同居时间在1年以上,未采用任何避孕措施,是男方原因造成的女方不孕。患者精液参数中的精液量和形态学正常,精子活力(a+b)级<50%。排除支原体和衣原体等感染性的标本;排除精浆抗精子抗阳性等自身免疫性标本,排除精浆果糖、生殖激素等生化检查结果异常的标本。
1.2 精子活力判断
精子活动能力分为4级:a级:精子活动力极好,呈快速直线向前运动;b级:精子活动力很好,直线向前运动;c级:精子活动力一般,向前曲线运动;d级:精子活动能力差,只在原地蠕动。弱精子症是指(a级和b级)小于50%或a级运动的精子小于25%。
1.3 方法
将40例患者的精液在取精,准备标本操作结束后,分出上层云雾状正常活力精子标本及底部沉淀弱精子标本。然后分别采用逆转录-多聚酶链式反应(RT-PCR)及STEP7蛋白检测(免疫细胞化学分析)进行研究。
1.4 统计学处理
采用SPSS17.0软件包进行统计学分析。SEPT7 mRNA和蛋白在两组中表达量变化的数据采用t验进行分析;检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 患者精液参数比较
患者的正常精子的浓度及pH与弱精子无关,不具有统计学意义(P>0.05);在前向运动精子率上,弱精子明显不如正常精子,差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。
2.2 患者不同精子SEPT7基因表达
患者的正常精子与弱精子在SEPT7 mRNA基因表达上具有显著差异,在蛋白检测中同样具有显著差异,具有统计学意义(P<0.05)。
2.3 患者精子中的SEPT7的定位与表达
患者正常精子的平均光密度值高于弱精子,与弱精子比较差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。
3 讨论
3.1 导致弱精症的因素
弱精症与精子活力程度有一定的关系,随着社会的发展,男性群体存在生殖道感染、抗精子抗体、精索静脉曲张、隐睾症、生育相关的各种激素水平失调、精液不液化、精液黏稠度过高、糖尿病等全身性疾病,这些疾病对男性的精子活力造成了影响。而吸烟、饮酒、服用药物等因素也对精子造成了影响,从而导致了男性精子过弱和不育症的发生。但在临床上,对男性精子活力降低的因素由于类多而杂,因此,不能明确找出原因,同时,由于发病机制不清晰,弱精子症患者的精液标本NO增高,超氧化物歧化酶降低,精子膜的流动性减低,蛋白质磷酸化受损,精浆内微量元素的缺乏都与精子的活力有着密切的关系。
3.2 精子运动与弱精症
精子是靠精子鞭毛的摆动实现运动的,这个过程实质是轴丝及其附属结构在调节蛋白的协调下,促进鞭毛重复循环的拍击、波动,从而使精子能够向前运动,借助运动力穿过宫颈黏液的位置,顺利到达受精的位置,然后再穿过放射冠部位、透明带位置,再进入到朊细胞的包浆内,与卵子结合成受精卵。在目前的研究中发现,精子在运动过程中,参与运动的精子鞭毛轴丝及其附属结构的蛋白达到了250多种,其中的动力蛋白、辐射轴蛋白具有调节的作用,微管素蛋白和连接蛋白构成了轴丝,ODFS和FS等附属结构维持了鞭毛轴丝的结构的完整性。当精子上的这些组成成分发生突变时,精子鞭毛的结构和功能发生紊乱,导致弱精子症的发生。
3.3 Septins在精子中的地位
Septins最开始是构成酵母芽颈的主要结构,是在酵母中发现的,不论哪一种表达发生缺失,都会使酵母细胞的周期发生问题,如停滞、出牙生长缺点等,分析原因,这是与母细胞、芽细胞之间的分离有直接的关系,因此被称为Septins。随着医学技术的进步,人们对分子研究水平的提高,发现一些基因和蛋白与弱精子症有着一定的关系。通过导致弱精子症发病机制的认识,发现tektin-t、DNAI1,DNAH5和DNAH11、AKAP3和AKAP4、Smcp等都与弱精子症有关,其中Septins是得到关注较多的一组基因。Septins是具有GTP酶活性的高度保守的细胞骨架蛋白家族,目前已知的家族成员有14个,在经过不同的剪接、翻译位点的方式,产生了多种变异剪接的亚型,其中在精子中段和主段之间的环形结构上,SEPT7定位成为中段和主段分界的主要标志。经过减数分裂,精子细胞分化、成熟,在运动中具有重要的地位。SEPT7作为精子鞭毛结构组成成分中的一种,在精子发生过程中,能够维持线粒体结构,促使环结构形成。以雄性小鼠为例,当将SEPT7基因除掉后,精子环结构出现了缺失情况,进而失去了活动能力,不能泳动,由于精子的运动能力是在附睾上获得的,当小鼠的线粒体发生紊乱、异形、嵴数量减少,这种出现紊乱的环结构或Septin环在弱精子症的表现中是一个亚型。在小鼠精子形成的各个阶段SEPT7表达的研究中发现,从精母细胞至成熟精子之间的各个阶段表达中,SEPT7的表达均很明显,从减数分裂后,形成精子的第9步开始,圆形的精子细胞质随着线粒体在精子颈带核周环的位置聚集,而在10~11步后,SEPT7和线粒体的信号开始向精子尾部移动,而且在成熟的精子的头部和尾部的环结构定位,其中尾部的浓度最高。同时发现的是,弱精子症患者的SEPT7信号较弱,这证实SEPT7在精子鞭毛中段和环结构的构成中存在,并扮演着重要角色。此外,研究发现弱精子症患者的精子环结构SEPT4和SEPT7亚型的缺陷,由此推测SEPT7在精子中段和环形成中,与DNAJB13产生直接或间接的作用。考虑到环结构的异常定位可能导致线粒体鞘的缺失,可以推测SEPT7可能参与精子亚细胞间隔的形成,使鞭毛各段成为独立的区室。因此SEPT7可作为检测精子成熟的生物标记。
综上所述,导致弱精子症的原因具有复杂性,发生机制不明,因此,在临床治疗上缺乏针对性,导致治疗效果很难预测,一些患者只好将希望投注在辅助生殖技术上,但存在昂贵的费用和相应的遗传风险。本研究对SEPT7基因表达进行深入研究,期望能够作为诊断弱精子症患者基因诊断的新方向,并给予准确的治疗。而人精液中SEPT7试剂盒在研究成功后的应用,使正常男性精液SEPT7基因与蛋白表达水平有了的参考范围,对弱精子症患者的SEPT7基因表达的检测、治疗提供了新的思路,具有可靠的前景。
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