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【背景】目前全世界有10%-15%的夫妇受到不孕不育的困扰,其中40%-50%是由于男方因素引起,全球范围男子生殖能力呈明显下降趋势。导致男性不育的病因十分复杂,生育相关基因的缺陷是重要原因之一。线粒体是精子中唯一的细胞器,经典的理论认为线粒体通过氧化磷酸化产生三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP)供给精子能量。虽然线粒体产能对精子运动和功能的重要性还存争议,但在异常精液中确实发现了精子线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)的突变、缺失及精子结构的异常。近年来,关于精子mtDNA的研究引起人们的广泛关注,但研究主要集中在基因的突变与缺失上,拷贝数的研究较少,不过也有学者提出可以通过测定mtDNA的拷贝数评估线粒体的功能状态。【目的】本研究的目的是通过比较不同质量精子mtDNA拷贝数及完整性差异,探讨精子mtDNA拷贝数和完整性与精子质量的关系,以及精子mtDNA对男性生育能力的影响。【方法】实时荧光定量PCR(Real-time quantitative Polymerase Chain Reaction,Real-time PCR)技术是一项已经发展成熟的研究手段,广泛应用于分子生物学和细胞生物学研究领域,具有快速、灵敏、准确的特点,能定量检测目的基因拷贝数及表达量的变化。本实验采用Percoll非连续密度梯度离心法将精液样本分为30%层精子和80%层精子,应用Real-time PCR技术定量分析不同质量精子各层mtDNA拷贝数。同时应用长链PCR技术测定不同质量精子80%层mtDNA完整性。【结果】52例精液样本中,正常组30%层精子mtDNA拷贝数(4.85±3.00)与其80%层精子(0.80±0.45)比较,差异有统计学意义(P<0.01);弱精子症组30%层精子mtDNA拷贝数(1.92±1.29)与其80%层精子(0.70±0.52)比较,差异有统计学意义(P<0.01);少精子症组30%层精子mtDNA拷贝数(13.33±9.96)与其80%层精子(1.52±0.68)比较,差异有统计学意义(P<0.01);少弱精子症组30%层精子mtDNA拷贝数(5.34±4.62)与其80%层精子(1.93±0.65)比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在80%层精子中,少精子症组(1.52±0.68)与少弱精子症组(1.93±0.65)mtDNA拷贝数与正常组(0.80±0.45)比较,差异有统计学意义(P<0.01);少弱精子症组(9.33±2.71)mtDNA完整性与正常组(27.01±17.36)、弱精子症组(32.36±21.75)及少精子症组(17.63±7.64)比较,差异有统计学意义(P<0.01)。在30%层精子中,少精子症组(13.33±9.96)和弱精子症组(1.92±1.29)mtDNA拷贝数与正常组(4.85±3.00)比较,差异有统计学意义(P<0.05)。比较80%层精子各参数相关性, mtDNA拷贝数与mtDNA完整性呈负相关(r=-0.6261,P<0.01),mtDNA拷贝数与精子密度呈负相关(r=-0.6345,P<0.01),mtDNA完整性与精子密度呈正相关(r=0.5842,P<0.01)。【结论】质量差的精子中存在mtDNA拷贝数增加及完整性下降,mtDNA拷贝数的检测可能成为评估精子质量的一个指标。