医学
科学家发现男性不育的一个潜在原因
全球数百万对夫妻面临不孕不育问题，其中一半的病例源自男性。对于10%的不育男性来说，他们几乎没有或没有产生精子。现在，来自斯托尔斯医学研究所的新研究与爱丁堡大学韦尔科姆细胞生物学中心的合作，揭示了可能导致精子形成过程出错的原因，并提出了可能的治疗方法。
斯托尔斯研究员斯科特·霍利博士表示：“男性不育的一个重要原因就是他们无法产生精子。如果我们知道问题出在哪里，现在正有新的技术可以帮助我们解决。”
该研究由霍利实验室和韦尔科姆中心研究员欧文·戴维斯博士领导，并于2023年10月20日发表在《科学进展》杂志上，可能有助于解释为什么一些男性无法产生足够的精子来受精。
在大多数有性繁殖的物种中，包括人类，一个类似于结构的重要蛋白质需要正确地构建，以产生精子和卵细胞。由前博士后研究员凯瑟琳·比尔米尔博士领导的团队发现，在小鼠中，改变这座桥的一个关键且非常特定的点会导致其崩塌，从而导致不孕，进而提供对人类不孕男性的洞察，因为他们也可能因为减数分裂中类似的问题而导致不育。
减数分裂是产生精子和卵细胞的细胞分裂过程，涉及多个步骤，其中之一就是形成一个名为同源染色单体复合体的大型蛋白质结构。就像一座桥一样，复合体将染色体成对保持在一起，使必要的遗传交换发生，这对于染色体之后正确地分离成精子和卵子是非常重要的。
比尔米尔说：“不孕的一个重要原因是减数分裂缺陷。为了理解染色体如何正确地分离为生殖细胞，我们对发生在它们之间的同源染色单体复合物形成之前发生的事情非常感兴趣。”
之前的研究已经检查了许多组成同源染色单体复合物的蛋白质，以及它们之间的相互作用，并确定了与男性不育有关的各种突变。研究人员在这项研究中调查的蛋白质形成了类似于谚语中的桥的格子结构，该结构在人类、小鼠和大多数其他脊椎动物中都有发现，这表明它对组装非常关键。通过在人类蛋白质中建模不同的突变，团队可以预测哪些可能会破坏蛋白质功能。
作者们使用精确的基因编辑技术在小鼠中对一个关键的同源染色单体复合物蛋白进行了突变，这使研究人员首次能够在活体动物中测试蛋白质关键区域的功能。通过建模实验，在人类蛋白质序列上，以及这种蛋白质结构在物种间高度保守的情况下，导致小鼠不育的精确分子可能也在人类身上发挥同样的作用。
比尔米尔博士说：“对我来说真正令人兴奋的是，我们的研究可以帮助我们理解这个对生命来说非常基础的过程。”
对于霍利来说，这项研究真正展示了研究所的多样性。霍利的实验室通常研究果蝇，但在这项研究中发现的蛋白质在果蝇中并不存在，因此需要不同的研究生物来继续研究。由于研究所的资源和技术中心，可以快速转变并在小鼠中测试新的不孕假设。
本文译自 medicalxpress，由 BALI 编辑发布。