新发现！它可以预测男性的生育力

不孕问题

马萨诸塞州立大学艾莫斯特分校的研究人员在精子线粒体脱氧核糖核酸中发现了一种单一的生物标志物，它可以预测男性性健康和怀孕的成功率。

这一发现不仅适用于寻求不孕不育治疗的夫妇，也适用于一般人群。这种生物标志物可能比精液参数更准确地预测男性不育，而精液参数是医疗机构和临床医生长期以来所依赖的。

马萨诸塞大学艾莫斯特分校环境表观遗传学家 Richard Pilsner 说: “临床上，男性不育症的诊断几十年来真的没有改变。”“在过去的10到20年里，对精子的分子和细胞功能的认识有了重大进展，但是临床诊断并没有改变或赶上。”

除了Richard Pilsner ，马萨诸塞大学的研究团队还包括主要作者 Allyson Rosati，他写这篇论文作为她本科生荣誉论文的一部分，最近完成了分子和细胞生物学硕士学位; Brian Whitcomb，公共卫生和健康科学学院流行病学副教授。他们与生殖和围产期流行病学家 Germaine Buck Louis，Sunni Mumford 和 Enrique Schisterman 在国家儿童健康与人类发展研究所合作。

这个项目是跨学科工作和团队科学的一个很好的例子。这项研究需要结合统计模型在实验室中测量生物标志物。回答类似这样的科学问题可以从广泛的专业知识中获益。

线粒体脱氧核糖核酸是母系遗传的，精子线粒体脱氧核糖核酸拷贝数(mtDNAcn)在精子发生过程中通常会减少8到10倍，以确保受精时精子数量较低。在 Pilsner，Whitcomb 和其他人之前的研究中，mtDNAcn 和线粒体脱氧核糖核酸缺失的增加与寻求生育治疗的男性精液质量下降和受精几率降低有关。

“合乎逻辑的下一步是确定精子线粒体生物标志物和寻求不孕症治疗的夫妇受精之间的联系是否可以扩展到普通人群中的夫妇，”Pilsner说。

从2005年到2009年，研究人员从密歇根州和德克萨斯州的501对夫妇中获取了生育力和环境纵向调查(Longitudinal Investigation ofFertility and The Environment，LIFE)研究中的精子样本，以检验生活方式(包括环境中的化学物质)与人类生育力之间的关系。

他们从384份精液样本中评估了精子 mtDNAcn 和 mtDNAdel，并分析了它们与一年内怀孕的可能性之间的关系。他们发现，精子 mtDNAcn 含量较高的男性，在12个月内受孕的几率低50% ，受孕的几率低18% 。

“值得注意的是，我们发现精子线粒体生物标志物与夫妇的怀孕时间呈强烈的负相关，”Pilsner说。

Whitcomb 补充道，“精子中的线粒体脱氧核糖核酸似乎反映了一些潜在的影响精子功能的生理现象。”还需要更多的研究来进一步检测线粒体 dna 和线粒体 dna 变化的影响，这些变化可能是线粒体缺陷或线粒体 dna 受损造成的。“我们需要利用我们对分子工具箱的理解，我们必须开发出一个更好的预测男性生育能力以及生育能力的工具箱，”Pilsner说。

下一步是研究调节精子线粒体脱氧核糖核酸变化的因素。科学家们推测，这可能包括环境毒素或其他引起炎症和氧化应激的原因。

“弄清楚是什么导致了精子发生过程中线粒体拷贝数的保持，将有助于我们提出更好的干预平台，促进更好的生育成功，”Pilsner说。

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Source:

University of Massachusetts Amherst

Journal reference:

Rosati, A.J., et al. (2020)Sperm mitochondrial DNA biomarkers and couple fecundity. HumanReproduction. doi.org/10.1093/humrep/deaa191.