回文序列介导的人类精子中染色体新突变发生规律初探
近年来，人类精子质量的快速下降正日益引起人们的关注，这不仅成为男性不育的又一重要病因，还可导致出生缺陷的比率升高。虽然辅助生殖技术可以帮助低生育能力者获得自己的后代，但是已有证据证明，卵泡浆内单精子注射(Intracytoplasmicsperminjection，ICSI)可将遗传缺陷传递给下一代，从而影响人口的优生优育。因此，研究精子发生的遗传学规律，评估精子的质量，并且对辅助受孕者进行植入前遗传学诊断(PGDPreimplantationGenerticDiagnosis)就显得尤其重要。
既往对精子质量的评价主要依靠显微镜下对精子细胞形态学进行观察所得出的数据(如精液密度、活率、形态等)。随着分子生物学的发展，越来越多的研究者开始对精子发生机制的研究，尽管目前这一机制尚未阐明，但人们已经发现了某些遗传缺陷，如基因突变或染色体异常等，与无精症和严重少精症的发生密切相关。其中研究最为详细的是Y染色体无精子因子AZF(azoospermiafactor)区域的微缺失，常见的大Y染色体以及性染色体非整倍性(Klinefelter综合征)等。然而，目前对于导致无精症、少精症或习惯性流产的常染色体间相互易位的机制研究尚少。t(11；22)(q23；q11)[以下简称t(11；22)]易位是最为常见的非罗伯逊染色体易位。2001年，Kurahashi与Emanuel意外发现，t(11；22)易位的连接片段在精子标本中广泛存在且具有非常高的发生率(1.24-9.46×105)，并且该易位是由两个染色体上各自一段对称的回文序列介导的。2002年，随着整个Y染色体测序的完成，研究者还发现部分AZF区域的微缺失断裂点位于回文序列中。提示回文序列在基因组中广泛存在，并可能导致基因组不稳定性，其介导的染色体易位是一种较为常见的染色体畸变机理[8-11]。为了进一步了解回文序列介导的染色体易位发生规律及其对精子质量产生的影响，我们对28例少精子症与32例正常男性志愿者精液标本进行了研究。本实验中，利用巢式PCR技术鉴定了49例精子标本中新突变t(11；22)易位的存在，通过对其进行初步定量，计算出突变频率，并与相应的临床数据进行了关联分析。此外，利用生物信息学软件，我们还预测到几种与22q11区域回文序列相似的染色体区段。利用多重巢式PCR技术，初步在4例标本中发现存在4种由回文序列介导的染色体易位。然而，核酸序列比对分析软件BLASTN初步提示，染色体易位发生率与序列相似度没有显著的相关性。上述结果，对于阐明精子发生过程中遗传突变的发生规律具有重要意义。
实验材料与方法
实验材料
1.正常及少精症患者的精子标本
2.精液DNA提取相关分子生物学试剂
3.PCR相关分子生物学试剂
实验方法
1.精液标本的募集及精子DNA的提取、量化
2.巢式PCR，检测精子中t(11；22)易位片段、量化
3.多重巢式PCR，同步检测并量化多种回文序列介导的染色体易位
结果:巢式PCR在60例精液样本(少精者28例，正常人32例)中检测到了49例t(11；22)易位的存在，其中少精组中22例，正常组中27例。初步的定量结果对比相应的临床数据进行的统计分析表明易位的发生与精子密度、活率之间存在显著的相关性，与体积、年龄无显著相关。利用多重巢式PCR我们还发现了4例个体还存在t(1；22)(p21.2；q11.2)，t(17；22)(q11；q11)，t(X；22)(q27；q11)染色体易位，未发现t(4；22)(q35.1；q11.2)，t(5；22)(q33；q11.2)，t(9；22)(q11；q11)，t(15；22)(q26；q11.2)染色体易位。最后利用网上生物信息学软件BLASTN，对我们检测到这几种回文序列介导的染色体易位片段进行序列比对分析显示染色体易位突变率与序列相似度没有显著的相关性。
结论:1.t(11；22)易位片段在精液标本中广泛存在。
2.t(11；22)易位片段的突变频率与精子密度、活率之间存在显著的相关性，与体积、年龄无关。
3.回文序列介导的染色体易位突变率与序列相似度无显著的相关性。
染色体易位;精子质量;遗传突变;回文序列
中国医科大学
硕士
遗传学
李岭
2006
中文
R394
47
2007-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）