【新进展】科学家鉴定出影响妊娠成功率的精子生物标志物

导言：在生殖健康领域，无论是母亲卵子的质量，还是父亲精子的质量都至关重要。虽然在形成胚胎的过程中，精子只提供细胞核，但是有研究表明，精子的非细胞核部分在这一过程中也起着重要作用。近日，马萨诸塞州大学阿默斯特分校的研究人员在精子线粒体DNA中鉴定了一种单指标生物标志物，该标志物可预测男性生殖健康和妊娠成功率。

研究人员表示，这一发现不仅适用于不育症夫妇，也适用于普通人群。这种生物标记物可能比精液参数更准确地预测男性不育症，而目前医疗机构和临床医生仍然依赖精液参数。

该研究由马萨诸塞州大学阿默斯特分校的环境表观遗传学家Richard Pilsner领导，并于10月6日发表在《人类生殖》杂志。题为“Sperm mitochondrial DNA biomarkers and couple fecundity”。

该研究的通讯作者，Richard Pilsner说，“临床上，男性不育的诊断确实几十年来没有改变。在过去的10到20年中，对精子的分子和细胞功能的理解有了重大进展，但是临床诊断并没有相应地改变或与时俱进。”

除了Pilsner，该研究团队还包括论文的第一作者，研究生Allyson Rosati、公共卫生与健康科学学院流行病学副教授Brian Whitcomb，乔治梅森大学健康与人类服务学院院长，生殖和围产期流行病学家Germaine Buck Louis以及美国国家儿童健康与人类发展研究所的Sunni Mumford和Enrique Schisterman。

Whitcomb说：“这个项目是跨学科工作和团队科学研究的一个很好的例子。这项研究需要在实验室中对生物标志物进行测量并结合统计模型。解决这样的科学问题需要广泛的专业知识。”

线粒体DNA是母系遗传的，精子线粒体DNA拷贝数（mtDNAcn）通常在精子发生过程中减少8到10倍，以确保受精时线粒体DNA拷贝数低。在Pilsner，Whitcomb等人的先前研究中，mtDNAcn增加和线粒体DNA缺失（mtDNAdel）与男性精液质量下降和受精几率降低有关。

Pilsner说：“下一步是确定精子线粒体生物标志物与受精之间的关系，是否可以从寻求不育治疗的夫妇中推广到普通人群中。”

研究人员从生育力和环境纵向调查（LIFE）研究中获得了精子样本，该研究于2005年至2009年从密歇根州和德克萨斯州招募了501对夫妇，研究了包括环境化学物质等生活方式与人类生育力之间的关系。

他们评估了384个精液样本中的精子mtDNAcn和mtDNAdel情况，并分析了它们与一年内怀孕概率的关系。他们发现，具有较高精子mtDNAcn的男性在12个月内周期特异性妊娠的几率降低了50％，而妊娠概率降低了18％。

Pilsner说：“值得注意的是，我们发现精子线粒体生物标志物与夫妇的怀孕时间之间存在显著的负相关关系。”

Whitcomb补充说：“精子中的线粒体DNA似乎反映出一些影响精子功能的潜在生理现象。”

研究人员表示，还需要进一步研究线粒体缺陷或线粒体DNA损伤可能导致线粒体DNA和线粒体DNA改变的影响。Pilsner说：“我们需要利用对分子工具箱的解析，以便更好地预测男性的生育能力。”

下一步是检测鉴定介导精子线粒体DNA变化的因素。研究人员推测，它们可能包括环境毒素或其他引起炎症和氧化应激的因素。

Pilsner说：“了解精子发生过程中线粒体拷贝数保持不变的原因，将有助于我们找到更好的措施来开发干预和提高生殖成功率的平台。”

参考资料：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-10-sperm-biomarker-couples-pregnancy-probability.html

【2】https://academic.oup.com/humrep/advance-article-abstract/doi/10.1093/humrep/deaa191/5918336?redirectedFrom=fulltext