我国学者发现导致男性不育的基因突变

(记者黄鑫)中国科学院生物化学与细胞生物学研究所刘默芳课题组和上海市计划生育科学研究所石慧娟课题组首次共同发现人类Piwi基因突变可导致男性不育，并进一步揭示了其发病机制，为男性不育的早期分子诊断和准确医学治疗提供了理论依据。最近，赛尔在网上公布了研究结果。

据报道，男性因素占我国不孕夫妇的50%左右。非梗阻性无精子症、弱精子症和精子畸形是男性不育的重要原因，但其发病机制和机制尚不清楚，临床诊断和治疗策略极其有限。

刘默芳的研究小组在413例无精子症和弱精子症的临床病例中的3例中发现了控制Piwi基因蛋白稳定性的关键元件的突变。研究人员通过动物实验进一步证实，携带基因突变的雄性小鼠不能繁殖后代。虽然它们仍能产生少量精子，但这部分精子形态异常，头部结构松散，没有活力，其疾病表型与患者完全一致。这种突变可以来自个体基因的自发突变，也可以通过母亲的遗传获得。

刘默芳说，突变发生在从精子细胞到成熟精子发育的最后阶段。成熟前，组蛋白，精子DNA的“功能伴侣”，必须被鱼精蛋白取代，鱼精蛋白可以极大地压缩和“保护”DNA遗传信息。被称为RNF8泛素连接酶的“分子开关”启动了这一替换过程。然而，在Piwi基因“D盒”元件突变的小鼠中，Piwi蛋白在后期不能正常代谢，从而导致大量RNF8“滞留”在细胞核外，阻碍鱼精蛋白和组蛋白的交换，导致精子数量急剧减少，精子头部结构异常，精子活力完全丧失。

同时，研究人员将一段RNF8截短多肽导入突变小鼠的精子细胞后，可以有效阻断Piwi基因蛋白产物对RNF8的“滞留”，从而逆转精子细胞中鱼精蛋白和组蛋白之间的交换障碍，恢复精子的正常形态和游动能力，提示该策略对临床治疗此类无精子症和弱精子症具有理论参考价值。

《中国科学新闻》(第一版集锦，2017年6月7日)