减数分裂同源染色体联会缺陷引发非梗阻性无精症的机制

精子形成过程的减数分裂前期同源染色体相互配对、联会、重组交换。不同的减数分裂基因/蛋白参与了这些重要事件，这些基因/蛋白时序表达紊乱可引起精子发生停滞。我们前期研究工作表明不明原因的非梗阻性无精症(NOA)患者减数分裂前期染色体上出现大量的不联会区域，而联会缺陷可通过干扰性染色体的基因沉默效应，引起基因表达紊乱，减数分裂停滞，进而导致精子发生停止，但具体的机制未明。本项目运用新近发展的免疫荧光细胞遗传学方法结合荧光原位杂交技术，检测NOA患者的联会缺陷区域与性染色体的相互作用情况；观察基因沉默相关蛋白，如γH2AX, ATR及BRCA1的表达，了解其基因沉默改变状况；进一步结合基因芯片分析全面鉴定减数分裂不同时期基因表达模式的变化，并分析差异基因的功能，以了解NOA患者中联会缺陷引起减数分裂停滞的机制。这将为探讨不明原因男性不育的发病原因提供新的线索和切入点。

精子形成过程的减数分裂前期同源染色体相互配对、联会、重组交换。在这个进程中许多减数分裂相关的基因时序表达，基因时序表达紊乱可引起精子发生停滞。我们前期研究工作发现不明原因的非梗阻性无精症(NOA)患者减数分裂前期染色体上出现大量的不联会区域，而联会缺陷可通过干扰性染色体的基因沉默效应，引起基因表达紊乱和减数分裂停滞，进而导致精子发生停止，但具体的机制未明。本项目运用新近发展的免疫荧光细胞遗传学方法，检测NOA患者的联会缺陷区域与性染色体的相互作用情况。运用基因表达芯片，鉴定成熟抑制型（MA, 有联会缺陷）和寡精症（Hypo）型NOA 和正常生育男性睾丸组织的mRNA差异表达谱。发现联会复合体相关蛋白Hormad1及重组交换相关蛋白MLH1在MA患者睾丸中表达下调， 而修复蛋白（与重组交换相关）IRF1在MA患者睾丸中表达显著升高。同时筛选出与减数分裂联会/重组、基因沉默相关的其它候选基因：CDK2和p-CDK2。通过pwk×c57BL/6 F1代杂交不育小鼠、MLH敲除鼠和不育睾丸组织，证实这些联会相关基因在染色体上的时序表达紊乱与精子发生异常之间密切相关。同时，通过对正常与不育男性睾丸组织中差异表达的miRNAs进行筛选，发现了候选基因miR-383-IRF1-pRb pathway参与男性不育病理发生。了解NOA患者中联会缺陷引起减数分裂停滞的机制，将为探讨不明原因男性不育的发病原因提供新的线索和切入点。本项目发表3篇SCI收录的论文。