Elife：Sun5异常导致无头精子症分子机制
2017-11-17 佚名 中科院动物研究所
中科院动物研究所李卫研究组通过CRISPR/Cas9技术构建SUN5敲除的小鼠，发现SUN5的缺失不影响雌性生殖力，却能导致雄鼠不育。初步研究发现，缺乏SUN5的精子与人类的圆头精子症非常相似。
精子作为携带雄性遗传物质的关键载体，其形态、活力、完整性对雄性生殖力都至关重要。人类无头精子症的报道已有几十年历史，典型症状是精液中精子只具有能运动的尾部及小团胞质，从而导致男性不育。中科院动物研究所李卫研究组通过CRISPR/Cas9技术构建SUN5敲除的小鼠，发现SUN5的缺失不影响雌性生殖力，却能导致雄鼠不育。初步研究发现，缺乏SUN5的精子与人类的圆头精子症非常相似。进一步的研究发现这些精子的头部不光没有顶体而且没有细胞核！因而事实上是一类无头精子，所有“精子”只含有能够摆动的尾部及未移除的少量胞质。经过小鼠模型中的超微结构观察发现，SUN5缺失之后，尽管精子头尾连接装置（Head to tail coupling apparatus， HTCA）可以正常组装，但在精子变形之初HTCA就从精子核膜植入窝（implantation fossa）处分离。随着精子不断延长，最终HTCA连同精子尾巴一起从精子头部脱落，产生没有受精功能的无头精子。该小鼠模型的表型与一些人类无头精子症高度类似。进一步的研究发现，SUN5精确定位在精子头尾连接处，并且这一定位在人、小鼠及多种哺乳动物中高度保守。
与此同时，安徽医科大学曹云霞研究组在临床研究中，通过对无头精子症患者进行外显子测序发现了SUN5基因10个位点的突变。因而实验动物模型和临床发现都提示，SUN5突变很可能是无头精子症的重要致病因素。由于这类精子依然能够运动，极易与临床上的另一类畸形精子症——圆头精子症混淆，因而提出将此类无头精子症命名为“伪圆头精子症”，以提醒大家在临床上切勿将此类无头精子症与圆头精子症混为一谈，从而造成错误的诊断和错误的治疗。在此基础上，通过仔细寻找不能运动的精子头部而不是能够运动的精子尾部，利用这些脱落的精子头使卵子受精，最终产生了健康的后代，从而克服了困扰这一类不育患者的难题。
该项研究来源于临床科学问题，通过基础研究手段进行了系统解答，并最终返回到临床上解决了部分男性患者的不育难题。相关文章近日发表在eLife杂志，得到国家重点研发计划（2016YFA0500901）和国家自然科学基金（31471277，91649202）等的支持。
原始出处：
Shang Y，et al.，Essential role for SUN5 in anchoring sperm head to the tail.Elife. 2017 Sep 25；6. pii： e28199.
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好文章大家共同分享!
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