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目的: 1.筛查弱精子症(asthenospermia,AST)患者精子中POLG1基因1、3、4、7外显子可能存在的核苷酸变异,并比较弱精子症组和对照组中的突变率在差异,以寻找POLG1基因1、3、4、7外显子中可能与弱精子症相关的突变位点。 2.探索POLG1基因1、3、4、7外显子基因突变对弱精子症mtDNA序列的影响。 3.探索POLG1基因1、3、4、7外显子基因突变对弱精子症mtDNA4977bp缺失的影响 方法: 1.按照第五版世界卫生组织(WHO)标准,选取精子活动力低下(a级精子<25%且a+b级精子<50%)的精液标本120例。经询问病史后确认夫妻婚后女方先前已怀过孕或者经人工受精(In vitro fertilization IVF)妻子成功怀孕的男性作为正常对照标本的来源,我们收集了101例精子活动力正常对照精液标本(a级精子≥25%且a+b级精子≥50%)作为对照。 2.参照《分子克隆实验指南》第三版提取精子全基因组DNA,采用PCR技术扩增POLG1外显子1、3、4、7,纯化后直接测序并与NCBI数据库中的POLG1序列进行比对,进一步采用PCR测序技术测定POLG1突变标本的mtDNA全序和巢式PCR技术检测mtDNA4977bp缺失,分析POLG1突变对mtDNA序列变异和4977bp缺失的影响。 结果: 1.120例弱精子症和101例正常对照精子标本经基因序列分析,结果与NCBI数据库中的POLG1序列进行比对,共检测到POLG1外显子1、3、4、7基因3个变异位点,其中2个为错义突变,1个为同义突变;弱精子症组中c.948G>A同意突变的变异率显著高于正常对照组(P<0.05)。另外两个位点突变率两组间比较无显著性差异(P>0.05);c.128 A>G突变位于CAG三核苷酸重复序列,导致CAG三核苷酸重复数的变化,通常情况下CAG三核苷酸重复数为10,即为10/10纯合基因型(表示一对等位基因均为CAG三核苷酸重复数10);少见杂合型为10/not10基因型(表示一对等位基因中有一个基因CAG三核苷酸重复数为10,另一个基因CAG三核苷酸重复数不是10)。CAG三核苷酸重复基因分型的结果显示,CAG三核苷酸不同重复数的等位基因在正常对照组和弱精子患者组中的分布可见,对照组和弱精子组中最常见的基因型为10/10基因型,出现率分别是99%和98.3%;其次为10/not10杂合变异基因型,出现率分别外1%和1.7%,两者差异无显著性;在两组中均未发现not10/not10基因型。 2.经PCR测序技术测定14例标本(7例c.948G>A突变的弱精子标本和7例对照组标本)线粒体DNA全序列。测序结果与修正后剑桥序列(rCRS)进行对比,在14例精子样本中共检测出211个变异位点,c.948G>A突变组平均每例突变率为30个,对照组平均每例突变率为22个;剔除两组中可能是多态性位点(两组中突变例数相同或突变例数相差1例),余下23个突变位点,其中17个突变位点c.948 G>A突变组比对照组多2例以上,17个突变位点中4个为错义突变;6个突变位点对照变组比突变组多2例以上,6个突变位点中有1个为错义突变。c.948G>A突变组23个突变位点的累积样本例数为76,对照组累积样本例数为41。 3.利用巢式PCR技术扩增18例标本(9例C.948 G>A突变的标本和9例对照组标本)检测4977bp缺失,发现9例c.948 G>A突变标本中有7例缺失,9例对照标本中有2例缺失,两组间差异(P=0.03<0.05)有显著性 结论: 1.弱精子症的发生可能与POLG1 c.948 G>A突变有相关性。 2.c.948 G>A突变可能会增加线粒体DNA序列的变异和缺失,从而影响精子线粒体功能,导致精子活动力下降。