人非梗阻性無精子癥相關(guān)基因在果蠅睪丸中的功能和機制研究.pdf

1、男性不育癥影響了全世界六分之一的育齡夫婦，而非梗阻性無精子癥是男性不育癥中比較嚴重的情況之一。目前，非梗阻性無精子癥的致病機理仍非常不清楚。前期，本實驗室在中國漢族男性非梗阻性無精子癥患者的全基因組關(guān)聯(lián)研究中，鑒定到3個能夠達到全基因組顯著性關(guān)聯(lián)（P值小于5.0×10-8）的風險位點。但男性不育癥是多基因病，僅鑒定到3個風險位點是不足以解釋其致病機理的。這可能是由遺傳異質(zhì)性而導致的結(jié)果。我們認為那些沒有達到全基因組顯著關(guān)聯(lián)的單核苷酸多態(tài)

2、性位點也可能提示生育的相關(guān)基因。
　　現(xiàn)在，通過擴大樣本量（3608個非梗阻性無精子癥病例和5909個對照），應用人樣本的三階段驗證，我們又鑒定到4個與人非梗阻性無精子癥顯著關(guān)聯(lián)的風險位點。其中一個可疑的風險位點幾乎達到全基因組顯著關(guān)聯(lián)(1q42.13，rs3000811，P=7.26×10-8)。為了驗證這個位點是否影響了男性生育能力，我們通過模式動物果蠅觀察了可疑關(guān)聯(lián)位點（位于人基因組1q42.13區(qū)域）附近的相關(guān)基因CDC4

3、2BPA的果蠅同源基因gek在雄性生育方面的表型。
　　為了能夠?qū)蜻x的單核苷酸多態(tài)性位點附近的基因進行大規(guī)模功能篩選，我們在果蠅體內(nèi)用dsRNA或者是shRNA對靶基因進行表達沉默的實驗。在果蠅中使用這種方法具有工作周期短和高通量篩選的優(yōu)勢。我們的分析結(jié)果顯示，有31.8％(7/22)的果蠅相關(guān)基因是雄性生育必需的。這些基因?qū)?個位點。這些基因中，Lar基因主要是在生殖細胞中維持精子發(fā)生，而CG12404基因、dmrt11E

4、基因、CG6769基因、ERR基因和sfl基因主要在體細胞中發(fā)揮作用。有趣的是，ERR基因和sfl基因?qū)ΣG丸形態(tài)的發(fā)生也是必需的。
　　有報道顯示，無精子癥是精原細胞瘤的一個高發(fā)風險因素。精原細胞瘤也是年輕男性最常見的腫瘤之一，但其發(fā)病的分子機制并不清楚。為了在全基因組關(guān)聯(lián)研究中鑒定到更多的人非梗阻性無精子癥關(guān)聯(lián)位點，我們發(fā)現(xiàn)了一個單核苷酸多態(tài)性位點（rs1887102，p=2.60×10-7）位于人FOXN3基因中。FOXN3基

5、因是一個進化保守的基因。我們進一步通過模式動物果蠅來檢驗雄性生育能力是否需要FOXN3基因的果蠅同源基因CHES-1-like的參與。雖然CHES-1-like基因突變果蠅是可活的和可育的，且在生精過程中沒有明顯的異常，然而在生殖細胞中著降低了雄性果蠅的生育能力。我們通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)，在異位表達CHES-1-like基因的睪丸中，精原細胞經(jīng)歷了四次有絲分裂后并沒有停止分裂，而是繼續(xù)發(fā)育并形成腫瘤樣結(jié)構(gòu)。在這些睪丸中，分化因子Bam蛋

6、白的表達水平明顯降低，但Bam蛋白表達的區(qū)域卻明顯變大。在CHES-1-like基因異位表達的睪丸中同時降低bam基因的表達可進一步加劇了腫瘤樣結(jié)構(gòu)的形成。dad基因作為BMP信號通路的下游基因，可以拮抗dpp基因的表達水平。而dad基因的表達水平在異位表達CHES-1-like基因的睪丸中明顯上調(diào)。我們在果蠅翅盤中也發(fā)現(xiàn)，異位表達CHES-1-like基因可以上調(diào)Dpp蛋白的表達水平。在睪丸中，CHES-1-like蛋白可以直接結(jié)合d