動物所揭示Sun5異常導致無頭精子症分子機制
Sun5缺失導致精子身首異處模式圖
精子作為攜帶雄性遺傳物質的關鍵載體，其形態、活力、完整性對雄性生殖力至關重要。人類無頭精子症的報道已有幾十年歷史，典型癥狀是精液中精子只具有能運動的尾部及小團胞質，從而導致男性不育。中國科學院動物研究所李衛研究組通過CRISPR/Cas9技術構建SUN5敲除的小鼠，發現SUN5的缺失不影響雌性生殖力，卻導致雄鼠不育。初步研究發現，缺乏SUN5的精子與人類的圓頭精子症非常相似。進一步研究發現，這些精子的頭部沒有頂體也沒有細胞核。因而事實上是一類無頭精子，所有「精子」只含有能夠擺動的尾部及未移除的少量胞質。經過小鼠模型中的超微結構觀察發現，SUN5缺失之後，儘管精子頭尾連接裝置（Head to tail coupling apparatus, HTCA）可以正常組裝，但在精子變形之初HTCA就從精子核膜植入窩（implantation fossa）處分離。隨著精子不斷延長，最終HTCA連同精子尾巴一起從精子頭部脫落，產生沒有受精功能的無頭精子。該小鼠模型的表型與一些人類無頭精子症高度類似。研究發現，SUN5精確定位在精子頭尾連接處，並且這一定位在人、小鼠及多種哺乳動物中高度保守。
同時，安徽醫科大學曹雲霞研究組在臨床研究中，通過對無頭精子症患者進行外顯子測序發現了SUN5基因10個位點的突變。實驗動物模型和臨床發現均提示，SUN5突變很可能是無頭精子症的重要致病因素。由於這類精子依然能夠運動，極易與臨床上的另一類畸形精子症——圓頭精子症混淆，因而將此類無頭精子症命名為「偽圓頭精子症」，以提醒在臨床上切勿將此類無頭精子症與圓頭精子症混為一談，從而造成錯誤診斷和錯誤治療。在此基礎上，研究人員通過仔細尋找不能運動的精子頭部而不是能夠運動的精子尾部，利用這些脫落的精子頭使卵子受精，最終產生健康的後代，從而克服了困擾這一類不育患者的難題。該項研究來源於臨床科學問題，通過基礎研究手段進行了系統解答，並最終返回到臨床上解決了部分男性患者的不育難題。
相關研究近日發表在eLife雜誌上，研究工作獲得了國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。
中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平台上，發表和介紹國內外原創的科研成果。
本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦
微信公眾號：中國生物技術網
※老生常談：夜會影響腸道菌群，誘發肥胖！
※上海藥店開售艾滋病唾液快檢試劑，10-15分鐘出結果
※清華教授：我們在學術上不能無所作為
※透明化，能否解救同行評審？
※東北大學本科生髮現去鐵製劑可治療非酒精性脂肪肝
TAG:中國生物技術網 |