张锋/曹云霞判定了新的弱畸精子症致病基因TTC29

男性不育是一种庞杂的、多身分的、高度异质性的疾病。个中，精子质量降低，包含精子活动才能下降或内部形状畸形，是招致男性不育的次要身分，约占总不育群体的30%-50%。临床中对精子成绩激发男性不育的平日仅仅是描绘性的、基于精液参数停止的分类，隐蔽在精液表象前面的病因却庞杂多样。弱畸精子症，作为临床上罕见的一类招致男性不育的疾病表型，越来越多地被发明与变异有着很年夜的相干性。

作为弱畸精子症的一品种型，精子鞭毛多发形状异常（Multiple Morphological Abnormalities of the Flagella， MMAF）表示为精子尾部鞭毛的多种畸形，包含无尾、短尾、卷尾、折尾以及不规矩尾等形状，同时也伴有精子活气下降或数量削减。近年来的研讨越来越多的研讨发明这一类疾病很年夜一部为遗传来源，本研讨团队在后期的研讨中也陆续地报道了CFAP43，CFAP44，CFAP65，CFAP69，FSIP2，QRICH2，WDR66， TTC21A等致病基因。但是，这些致病基因也仅仅只能说明年夜约60%的病例。由此可见，MMAF这一类疾病具有很年夜的异质性，更多的潜在致病基因有待进一步发明。

2019年11月14日，复旦年夜学张锋传授和安徽医科年夜学曹云霞传授协作在The American Journal of Human Genetics杂志上揭橥文章Bi-allelic Mutations in TTC29 Cause Male Subfertility with Asthenoteratospermia in Humans and Mice，判定出了新的弱畸精子症致病基因TTC29，并提醒了该基因渐变的生物学功效意义。

本研讨经过全外显子测序技巧和高效的剖析办法对搜集到的80例无血缘关系的汉族男性MMAF患者停止了遗传剖析。个中，3例MMAF患者被同时发明携带TTC29基因的致病性变异（图1）。来自2个分歧远亲家庭的MMAF患者（A002 IV-1， A038 IV-1）辨别携带（c.1107C G [p.Tyr369*]）和 （c.412_425del [p.Asp138Leufs*10]）的纯和致病性渐变，而别的一个非远亲家系的患者（S003 II-1）则被发明携带（c.1107C G [p.Tyr369*]）和（c.977+1G T [p.Ser326Profs*8]）两个位点的复合杂合变异。一切这些渐变位点都是罕有的而且遗传自携带杂合渐变的怙恃，契合MMAF隐性形式。

病人精子形状学剖析发明，TTC29缺点患者的精子尾部出现出典范的MMAF的表型，包含尾部鞭毛的多种畸形以及超微构造的异常（图2）。

此外，本研讨经过CRISPR-Cas9技巧构建了Ttc29敲除小鼠模子，经过对小鼠生育力及精子相干表型的研讨，进一步证明TTC29基因缺点招致精子活气的严重降低、形状异常进而形成生育力明显下降（图3）。由此可见，TTC29是招致MMAF相干表型的又一新的致病基因。

在人体内，纤毛和鞭毛是从一些原核细胞和真核细胞外表伸出的、能活动的、以微管为根底的丝状细胞器，他们的拆卸须要一个静态的进程，即intraflagellar transport (IFT)。IFT最后在绿藻Chlamydomonas reinhardtii中被发明，是由IFT卵白复合物（complexes A and B）以及肌动卵白配合调理的双向的运输零碎。复合物B担任将胞质中分解的物资运输到鞭毛或纤毛尾部的顺向运输进程，而复合物A则将尾部相干产品运回细胞基体，被称之为逆向运输。在此进程中，任何一个步调或许复合物中任何成分的破坏、缺掉都将形成IFT的异常，进而招致纤毛或鞭毛相干疾病的产生。近年来的研讨曾经报道了一系列的招致纤毛或鞭毛类疾病的IFT相干卵白，包含IFT52，IFT20，IFT140以及IFT27等。在本研讨中，研讨者不测发明，人的精子中TTC29的缺点形成了IFT顺向转运卵白复合物的两个主要成分（TTC30A及IFT52）的定位异常或缺掉（图4）。先前的一项在非洲爪蟾多纤毛上皮细胞中的研讨也异样报道了Ttc29的敲除会招致顺向IFT运输速度的下降。由此可以初步揣摸，MMAF病人中TTC29渐变形成的精子内部形状的畸形以及超微构造的凌乱排布很能够由异常的顺向IFT行动所致。

今朝，关于MMAF这一类疾病的医治人们年夜多依附于卵胞浆内单精子显微打针（ICSI）

的试管婴儿技巧。ICSI技巧使精子形状异常患者的受孕胜利率年夜幅进步。但后期的研讨中发明关于携带分歧遗传变异的病人而言，他们经过ICSI获得胜利怀胎终局的概率却不尽雷同。是以，关于分歧配景下ICSI终局的探求显得尤为主要。本项研讨中，基于构建的Ttc29敲除小鼠模子，研讨者们对基因编纂的小鼠停止了ICSI试验，成果显示Ttc29敲除小鼠可以取得与野生型小鼠近乎雷同的2-cell率和囊胚率（图5）。与此分歧的是，本研讨中携带TTC29渐变的三个病人均在临床上都承受了ICSI干涉医治而且取得了优越的怀胎终局。