弱精子癥患者精子中SEPT7基因表達情況研究

王瑞珩 王忠 張魯忠 徐勇

【摘要】目的：研究人隔蛋白7（SEPT7）基因表達與弱精子癥的相關(guān)性。方法：留取2013年4月至2014年12月我院門診就診的弱精子癥40例患者的精液標本，分析SEPT7基因表達與弱精子癥的相關(guān)性。結(jié)果：患者的正常精子的濃度及pH與弱精子無關(guān)，不具有統(tǒng)計學意義（P>0.05），患者正常精子的平均光密度值高于弱精子，在前向運動精子率上，正常精子高于弱精子，而且正常精子與弱精子在SEPT7 mRNA基因表達上具有顯著差異，正常精子與弱精子比較差異顯著，具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結(jié)論：在弱精子中患者的精液中，SEPT7基因及其蛋白產(chǎn)物表達具有相關(guān)性，通過檢測判斷基因表達是否正常，為診斷和治療提供科學依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】人隔蛋白7；基因表達；弱精子癥；相關(guān)性

Correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermiaWANG Ruiheng1， WANG Zhong2△， ZHANG Luzhong1， XU Yong1. 1. Department of Urology， Fengxian District Fengcheng Hospital， Shanghai 201411， China； 2. Department of Urology， Ninth Peoples Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University， Shanghai 200011， China

【Abstract】Objectives： To study the correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermia. Methods： The asthenospermia semen samples of 40 asthenospermia patients diagnosed in our hospital from April 2013 to December 2014 were collected and the correlation of SEPT7 gene expression and asthenospermia was analyzed. Results： Patients with normal sperm concentration and sperm PH was irrelevant with asthenospermia， without statistical significance （P> 0.05）. The mean optical density value was higher than in patients with normal sperm. In terms of the forward movement of sperm rate， normal sperm was higher than weak sperm， and normal sperm and sperm weak had significant differences in gene expression of SEPT7mRNA， with statistically significant difference （P<0.05）. Conclusions： In the semen of patients， the gene SEPT7 is associated with the expression of its protein products， and to determine whether its normal gene expression provides a scientific basis for the diagnosis and treatment.

【Key words】SEPT7； Gene expression； Asthenospermia； Correlation

【中圖分類號】R698【文獻標志碼】A

在世界衛(wèi)生組織召開的環(huán)境對生殖影響的國際研討會上，學者們鄭重提出，21世紀，不育癥成為第三大疾病，僅次于腫瘤和心腦血管疾病[1]。在我國，10%的夫婦患有不育癥。根據(jù)國家人口和計劃生育委員會的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國男性精液質(zhì)量逐年下降，在工業(yè)發(fā)達的地區(qū)，精液中精子質(zhì)量下降的速度更快，弱精子癥成為男性不育的主要原因中的一種[2]。針對男性不育弱精子癥情況，本研究收集我們門診就診的弱精子癥患者40例的精液標本，對精子中的人隔蛋白7（SEPT7）基因表達進行研究，以期為患者的臨床診斷和治療提供新的思路和方法。

1資料與方法

1.1一般資料

本研究獲得醫(yī)院倫理委員會許可，留取2013年4月至2014年12月我院門診就診的弱精子癥40例患者的精液標本作為研究組，留取患者均對本次研究知情，并同意參與研究，患者年齡在24～36歲之間，平均年齡在（29.4±1.2歲）。留取患者夫婦同居時間在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。患者精液參數(shù)中的精液量和形態(tài)學正常，精子活力（a+b）級<50%。排除支原體和衣原體等感染性的標本；排除精漿抗精子抗陽性等自身免疫性標本，排除精漿果糖、生殖激素等生化檢查結(jié)果異常的標本。

1.2精子活力判斷

精子活動能力分為4級：a級：精子活動力極好，呈快速直線向前運動；b級：精子活動力很好，直線向前運動；c級：精子活動力一般，向前曲線運動；d級：精子活動能力差，只在原地蠕動。弱精子癥是指（a級和b級）小于50%或a級運動的精子小于25%。

1.3方法

將40例患者的精液在取精，準備標本操作結(jié)束后，分出上層云霧狀正?；盍訕吮炯暗撞砍恋砣蹙訕吮尽Ｈ缓蠓謩e采用逆轉(zhuǎn)錄-多聚酶鏈式反應(yīng)（RT-PCR）及STEP7蛋白檢測（免疫細胞化學分析）進行研究。

1.4統(tǒng)計學處理

采用SPSS17.0軟件包進行統(tǒng)計學分析。SEPT7 mRNA和蛋白在兩組中表達量變化的數(shù)據(jù)采用t驗進行分析；檢驗水準α=0.05。

2結(jié)果

2.1患者精液參數(shù)比較

患者的正常精子的濃度及pH與弱精子無關(guān)，不具有統(tǒng)計學意義（P>0.05）；在前向運動精子率上，弱精子明顯不如正常精子，差異顯著，具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2患者不同精子SEPT7基因表達

患者的正常精子與弱精子在SEPT7 mRNA基因表達上具有顯著差異，在蛋白檢測中同樣具有顯著差異，具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表2。

2.3患者精子中的SEPT7的定位與表達

患者正常精子的平均光密度值高于弱精子，與弱精子比較差異顯著，具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表3。

3討論

3.1導致弱精癥的因素

弱精癥與精子活力程度有一定的關(guān)系，隨著社會的發(fā)展，男性群體存在生殖道感染、抗精子抗體、精索靜脈曲張、隱睪癥、生育相關(guān)的各種激素水平失調(diào)、精液不液化、精液黏稠度過高、糖尿病等全身性疾病，這些疾病對男性的精子活力造成了影響[3，4]。而吸煙、飲酒、服用藥物等因素也對精子造成了影響，從而導致了男性精子過弱和不育癥的發(fā)生[5]。但在臨床上，對男性精子活力降低的因素由于類多而雜，因此，不能明確找出原因，同時，由于發(fā)病機制不清晰，弱精子癥患者的精液標本NO增高，超氧化物歧化酶降低，精子膜的流動性減低，蛋白質(zhì)磷酸化受損，精漿內(nèi)微量元素的缺乏都與精子的活力有著密切的關(guān)系[6-8]。

3.2精子運動與弱精癥

精子是靠精子鞭毛的擺動實現(xiàn)運動的，這個過程實質(zhì)是軸絲及其附屬結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)蛋白的協(xié)調(diào)下，促進鞭毛重復循環(huán)的拍擊、波動，從而使精子能夠向前運動，借助運動力穿過宮頸黏液的位置，順利到達受精的位置，然后再穿過放射冠部位、透明帶位置，再進入到朊細胞的包漿內(nèi)，與卵子結(jié)合成受精卵[9]。在目前的研究中發(fā)現(xiàn)，精子在運動過程中，參與運動的精子鞭毛軸絲及其附屬結(jié)構(gòu)的蛋白達到了250多種，其中的動力蛋白、輻射軸蛋白具有調(diào)節(jié)的作用，微管素蛋白和連接蛋白構(gòu)成了軸絲，ODFS和FS等附屬結(jié)構(gòu)維持了鞭毛軸絲的結(jié)構(gòu)的完整性[10，11]。當精子上的這些組成成分發(fā)生突變時，精子鞭毛的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生紊亂，導致弱精子癥的發(fā)生。

3.3Septins在精子中的地位

Septins最開始是構(gòu)成酵母芽頸的主要結(jié)構(gòu)，是在酵母中發(fā)現(xiàn)的，不論哪一種表達發(fā)生缺失，都會使酵母細胞的周期發(fā)生問題，如停滯、出牙生長缺點等，分析原因，這是與母細胞、芽細胞之間的分離有直接的關(guān)系，因此被稱為Septins[12]。隨著醫(yī)學技術(shù)的進步，人們對分子研究水平的提高，發(fā)現(xiàn)一些基因和蛋白與弱精子癥有著一定的關(guān)系。通過導致弱精子癥發(fā)病機制的認識，發(fā)現(xiàn)tektin-t、DNAI1，DNAH5和DNAH11、AKAP3和AKAP4、Smcp等都與弱精子癥有關(guān)，其中Septins是得到關(guān)注較多的一組基因[13]。Septins是具有GTP酶活性的高度保守的細胞骨架蛋白家族，目前已知的家族成員有14個，在經(jīng)過不同的剪接、翻譯位點的方式，產(chǎn)生了多種變異剪接的亞型，其中在精子中段和主段之間的環(huán)形結(jié)構(gòu)上，SEPT7定位成為中段和主段分界的主要標志[14]。經(jīng)過減數(shù)分裂，精子細胞分化、成熟，在運動中具有重要的地位。SEPT7作為精子鞭毛結(jié)構(gòu)組成成分中的一種，在精子發(fā)生過程中，能夠維持線粒體結(jié)構(gòu)，促使環(huán)結(jié)構(gòu)形成。以雄性小鼠為例，當將SEPT7基因除掉后，精子環(huán)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了缺失情況，進而失去了活動能力，不能泳動，由于精子的運動能力是在附睪上獲得的，當小鼠的線粒體發(fā)生紊亂、異形、嵴數(shù)量減少，這種出現(xiàn)紊亂的環(huán)結(jié)構(gòu)或Septin環(huán)在弱精子癥的表現(xiàn)中是一個亞型[15]。在小鼠精子形成的各個階段SEPT7表達的研究中發(fā)現(xiàn)，從精母細胞至成熟精子之間的各個階段表達中，SEPT7的表達均很明顯，從減數(shù)分裂后，形成精子的第9步開始，圓形的精子細胞質(zhì)隨著線粒體在精子頸帶核周環(huán)的位置聚集，而在10～11步后，SEPT7和線粒體的信號開始向精子尾部移動，而且在成熟的精子的頭部和尾部的環(huán)結(jié)構(gòu)定位，其中尾部的濃度最高[16]。同時發(fā)現(xiàn)的是，弱精子癥患者的SEPT7信號較弱，這證實SEPT7在精子鞭毛中段和環(huán)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成中存在，并扮演著重要角色。此外，研究發(fā)現(xiàn)弱精子癥患者的精子環(huán)結(jié)構(gòu)SEPT4和SEPT7亞型的缺陷，由此推測SEPT7在精子中段和環(huán)形成中，與DNAJB13產(chǎn)生直接或間接的作用。考慮到環(huán)結(jié)構(gòu)的異常定位可能導致線粒體鞘的缺失，可以推測SEPT7可能參與精子亞細胞間隔的形成，使鞭毛各段成為獨立的區(qū)室。因此SEPT7可作為檢測精子成熟的生物標記[18]。

綜上所述，導致弱精子癥的原因具有復雜性，發(fā)生機制不明，因此，在臨床治療上缺乏針對性，導致治療效果很難預(yù)測，一些患者只好將希望投注在輔助生殖技術(shù)上，但存在昂貴的費用和相應(yīng)的遺傳風險。本研究對SEPT7基因表達進行深入研究，期望能夠作為診斷弱精子癥患者基因診斷的新方向，并給予準確的治療。而人精液中SEPT7試劑盒在研究成功后的應(yīng)用，使正常男性精液SEPT7基因與蛋白表達水平有了的參考范圍，對弱精子癥患者的SEPT7基因表達的檢測、治療提供了新的思路，具有可靠的前景。

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