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背景1978年第一例试管婴儿诞生以来,辅助生殖技术(assisted reproductive technologies,ARTs)迅速发展,为不孕夫妇带来生育希望。研究发现不孕不育患者中有一半是由男性因素引起,近年来,男性因素引起不育的研究逐渐深入。精子DNA作为遗传信息的直接载体,对精子发生、胚胎发育、妊娠结局及后代的安全性均有重要作用。精子因其有限的体积及有限的空间分布且缺乏有效的抗氧化保护及损伤修复机制,使精子非常容易受到内源性与外源性的氧化攻击。精子发生经历分裂、分化与变形后形成不均匀的染色质结构,部分区域结构疏松,对损伤较敏感的,该区域包含启动子以及某些胚胎发育相关基因,损伤可能影响胚胎发育及妊娠结局。精液常规分析在传统上是根据精子的数量、活动力和形态来评估的。一次射精可以包含各种受精潜能的精子,在ART选择精子时,还需要综合考虑其他因素。精子DNA碎片指数(DNA Fragmentation Index,DFI)为精子核DNA受损精子数量所占比例,反应精子遗传物质完整性,在自然或辅助生殖助孕中精子DNA损伤被认为是损害正常胚胎发育及妊娠结局的重要因素之一。人精子DFI水平对胚胎发育潜能的影响及机制研究较少。目的探讨精子DNA损伤与胚胎质量及胚胎发育潜能的相关性及其机制研究。方法收集郑州大学第一附属医院生殖医学中心行辅助生殖助孕的不孕夫妇精液标本及病例资料。采用精子染色质结构分析(Sperm chromation structure assay,SCSA)法检测精子DFI水平,根据精子DFI水平分为2组:DFI<15%组共30份、DFI≥15%组共29份。对2组精液标本采用免疫荧光染色技术检测鱼精蛋白1(protaminel,PRM1),组蛋白 H3(histone H3,H3),睾丸特异性组蛋白 2B(testis-specific histone2B,TH2B),核基质组件拓扑异构酶 β(topoisomeraseⅡ β,TOPO2β)以及 8-羟基-2’脱氧鸟嘌呤核苷(8-hydroxy-2’-deoxyguanosine,8-OHdG)与 TH2B、TOPO2β核定位及共定位区域。采用Q-PCR技术检测并比较2组标本中胚胎发育相关基因(PRM1,BIK,FSHB,PEG1/MEST)的损伤水平。将病例资料也按精子DFI水平分为DFI<15%与DFI≥15%2组,比较并统计2组的受精率、卵裂率、可移植胚胎率、优质胚胎率以及妊娠率。应用延时摄像(time-lapse)技术记录不同 DFI 水平(DFI≤5%,5%20%)胚胎的形态动力学参数,并进行比较。结果1.精子DFI≥15%组,8-OHdG与TH2B和TOPO2β于精子核区域部分共定位,与TH2B共定位染色显示该损伤主要在精子头部顶端,8-OHdG抗体荧光区域在TH2B荧光区域内,TOPO2 β与精子DNA损伤共定位染色显示该损伤主要在核环附近的精子头部外周及基底部区域。2.与 DFI<15%组相比,DFI≥ 15%组的精子 BIK、PEG1/MEST、FSHB 基因损伤率均较高,而FSHB基因DFI≥15%(9.141±0.42)与DFI<15%的精子(6.771±0.50)相比损伤率显著增加(P<0.05)。3.不同精子DFI水平之间的受精率、卵裂率与可移植胚胎率组间无统计学差异。和DFI<15%组相比,DFI≥15%组优质胚胎率显著降低(P<0.05);4.在不同DFI分组(第1组:DFI≤5%,第2组:5%20%)显示,原核消失的时长(Insemination to pronucleus disappearance time,tPNf),2 细胞时间(Insemination to two cells time,t2)和 4 细胞时间(Insemination to two cells time,t4),第4组胚胎发育时长要明显多于第2和第3组(P<0.05);5细胞时间(Insemination to two cells time,t5),第三次细胞分裂周期(cycle3,cc3)和t5-t2时间点第4组胚胎发育时长要明显多于第2(P<0.05)。结论1.精子DNA损伤主要发生在精子核环外周及基底部区域,可使胚胎发育相关基因受损;2.精子DNA损伤导致胚胎发育延迟及优质胚胎率下降。