中科院生物化學與細胞生物學研究所劉默芳研究組與上海市計劃生育科學研究所施惠娟研究組合作，首次發(fā)現(xiàn)人類Piwi基因突變可導致男性不育，并深入揭示了其致病機理，為相關(guān)男性不育癥的早期分子診斷及精準醫(yī)療提供了理論依據(jù)。近日，《細胞》在線發(fā)表了該項研究成果。
　　據(jù)悉，在我國的不孕不育夫婦中，男性因素約占50%，非梗阻性無精、弱精及精子畸形是造成男性不育的重要原因，但其致病原因及機制尚不清楚，臨床診斷和治療策略也極其有限。
　　劉默芳課題組從獲得的413例患有無精、弱精癥的臨床病例中，發(fā)現(xiàn)其中3例患者Piwi基因中控制蛋白穩(wěn)定性的關(guān)鍵元件發(fā)生了突變。研究人員通過動物實驗進一步證實，攜帶該基因突變的雄性小鼠均不能繁育后代，盡管它們?nèi)阅墚a(chǎn)生少量精子，但這部分精子形態(tài)異常、頭部結(jié)構(gòu)疏松、無活力，其疾病表型與患者完全一致。該類突變可來源于個體基因自發(fā)變異，也可由母親遺傳獲得。
　　劉默芳表示，這種突變發(fā)生在從精子細胞到成熟精子的發(fā)育最后階段。在發(fā)育成熟前，精子DNA的“功能伴侶”——組蛋白，必須被替換為能極大壓縮并“保衛(wèi)”DNA遺傳信息的魚精蛋白。啟動這一替換程序的，是名為RNF8泛素連接酶的“分子開關(guān)”。而Piwi基因“D-box”元件發(fā)生突變的小鼠，Piwi蛋白在后期不能被正常代謝，因而導致大量RNF8被“扣留”在細胞核外，魚精蛋白與組蛋白交換受阻，最終造成精子數(shù)量劇烈減少、精子頭部結(jié)構(gòu)異常及精子活力完全喪失。
　　同時，研究人員將一段RNF8截短多肽導入突變小鼠的精子細胞后，可有效阻斷Piwi基因蛋白產(chǎn)物對RNF8的“扣留”，從而逆轉(zhuǎn)精子細胞中魚精蛋白與組蛋白的交換障礙，恢復精子的正常形態(tài)及游動能力，提示該策略對臨床治療此類無精、弱精癥具有理論參考價值。
　?。ㄔd于《中國科學報》 2017-06-07 第1版 要聞)