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男性不育研究新領域——線粒體DNA對精子的影響

2021-03-09 10:44:31梅斯醫學
核心提示:精子最著名的作用就是使卵母細胞受精,并將父親的基因組傳遞給后代。這些高度特化的細胞有一個獨特的結構,它包含了每個受精階段和胚胎發育所必需的所有元素。

不孕不育的定義是一對夫婦一年以上未采取任何避孕措施,性生活正常而沒有成功妊娠。這是一個公共健康問題,影響著全球約10%的夫婦。其中有50%的病例涉及男性因素,包括單獨因素(30%)和與女性共同因素(20%)。這些數字還在上升,有研究表明過去10年里男性精子質量顯著下降。此外,盡管世衛組織對不育的分類具有明確的臨床意義,但也有一些局限性,特別是對自發性妊娠的預測價值較低。因此,其他超出常規觀察范圍的精子因素可以讓我們更好地了解某些男性生育問題,甚至可以解釋某些無法解釋的不孕病例。為了更好地了解男性不育癥的發病機制,提高其診斷和管理水平,有必要進一步了解精子病理生理學。

精子最著名的作用就是使卵母細胞受精,并將父親的基因組傳遞給后代。這些高度特化的細胞有一個獨特的結構,它包含了每個受精階段和胚胎發育所必需的所有元素。成熟的精子由頭部、細胞核、頸部和鞭毛組成,鞭毛中包含一個帶有線粒體螺旋的中段。線粒體是細胞能量生產的中心,但它們也有各種其他功能。雖然線粒體被認為是精子必不可少部分,但其確切的病理生理作用和功能是非常復雜的。此外,線粒體只是間接參與細胞質遺傳,因為它們的DNA,即父性線粒體DNA,不會傳遞給后代。

近日,有研究者總結了有關精子中線粒體的現有文獻,特別是與人類相關的文獻,以更好地理解男性不育可能涉及的異,F象,該論文已發表在Human Reproduction Update期刊上。

研究者使用PubMed來搜索MEDLINE數據庫中關于人類精子和線粒體的同行評議的原始文章和評論。搜索使用的關鍵詞分為三類:線粒體或線粒體DNA、精子;精子、活性氧物種;鈣、凋亡或信號通路。這些關鍵詞與其他相關的搜索短語結合在一起。這些文章的參考文獻被用來獲得更多的文章。

研究發現,精子線粒體具有獨特的結構和功能特征。它們處于新陳代謝的中心,使精子在到達受精部位的過程中使用不同的能量底物。它們還參與氧化還原平衡、鈣調節和凋亡途徑,這些是鞭毛運動、獲能、頂體反應和配子融合所必需的。因此,在許多情況下,這些不同功能中的任何一種的惡化都很可能與精子參數和/或生育能力的改變有關。線粒體基因組和精子質量之間的聯系似乎更為復雜。精子中mtDNA的數量和mtDNA的大量缺失與精子質量直接相關。相比之下,突變的影響似乎更加異質,這取決于它們的致病性。

線粒體在生殖中的作用,特別是對配子質量影響的重要性,近年來隨著一些關于這個問題的出版物的出現,開辟了不孕癥研究和理解的新領域。雖然卵母細胞線粒體被認為是早期胚胎發育所必需的,父系線粒體在受精后似乎是非必需的,但其對精子功能和受精至關重要。在當前精子質量顯著下降的背景下,這對更好地了解男性不育是非常有趣的。

參考文獻:Magalie Boguenet, Pierre-Emmanuel Bouet, Andrew Spiers, Pascal Reynier, Pascale May-Panloup. Mitochondria: their role in spermatozoa and in male infertility. Human Reproduction Update, dmab001, https://doi.org/10.1093/humupd/dmab001

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