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Nature 子刊:确定男性避孕关键基因,敲除后 98% 精子形态异常

丁香学术

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2023 年 4 月 17 日,来自华盛顿州立大学的研究人员在小鼠、猪、牛和人类的睾丸组织中发现了一个男性避孕的新遗传靶点——基因 Arrdc5,当敲除雄性小鼠的 Arrdc5 基因时,它会影响精子数量、运动和形状,造成小鼠不育
该研究以 ARRDC5 expression is conserved in mammalian testes and required for normal sperm morphogenesis 为题,发表在 Nature Communications 杂志,为人类和动物的高效、可逆和非激素男性避孕药提供了新的选择。

图片来源:Nature Communications

「该研究首次确定该基因仅在睾丸组织中表达,在身体其他任何地方都没有表达,并且它由多种哺乳动物物种表达,」该研究的作者 Jon M. Oatley 教授说,「当这种基因在男性中失活或被抑制时,它们会产生无法使卵子受精的精子,这是男性避孕发育的主要目标。」

之前已有多项研究确定了男性避孕的潜在靶点,但是 Arrdc5 基因对男性睾丸具有特异性,仅在睾丸组织中表达,并且在多个物种中发现。重要的是,缺乏该基因也会引起严重的不育症,导致一种称为少精症的病症。这是人类男性不育症中最常见的情况,显示产生的精子数量减少、活动速度减慢和精子形状扭曲,因此精子无法与卵子融合。

在这项研究中,在雄性小鼠中敲除基因 Arrdc5 后,其产生的精子数量减少了 28%,移动速度比正常小鼠慢了 2.8 倍,大约 98% 的精子头部和中段异常。该结果表明,该基因编码的蛋白质是正常精子生产所必需的。

图片来源:Nature Communications

 

该研究团队表示,他们已经申请了一项临时专利,用于开发基于该基因及其编码的蛋白质的男性避孕药,接下来将致力于设计一种抑制该蛋白质产生或功能的药物。这种药物不需要使用激素干扰,也这是以往男性避孕药物设计的一个关键障碍,因为睾丸激素除了在精子产生外还起着其他重要作用,包括建立骨量和肌肉力量以及红细胞产生。从理论上讲,只要去除药物,精子将再次开始正常构建,即该过程是可逆的。

 

「开发一种阻止意外怀孕的方法对人类的未来非常重要,」 Oatley 表示,「现在,除了手术之外,我们在男性避孕方面真的没有任何措施,只有一小部分男性选择输精管切除术。如果我们能够将这一发现发展成避孕解决方案,它可能会产生深远的影响。」

 

 

参考资料:

Giassetti, M.I., Miao, D., Law, N.C. et al. ARRDC5 expression is conserved in mammalian testes and required for normal sperm morphogenesis. Nat Commun 14, 2111 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37735-y

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