编辑推荐：
为解决男性不育诊断中缺乏可靠生物标志物的问题，研究人员通过密度梯度离心分离高(F1)/低(F2)活力精子亚群，结合甲基组(WGBS)和转录组(RNA-seq)分析，发现F1精子线粒体膜电位(MMP)和CEP128/CSTPP1表达显著高于F2，为男性生育力评估提供了新型分子标记。
在男性不育领域，约30-50%病例被归类为特发性不育，现有世界卫生组织(WHO)精液分析标准对个体生育力的预测能力有限。这种诊断困境源于对精子功能异质性的认知不足——人类精液包含具有不同运动能力和受精潜能的精子亚群。线粒体膜电位(MMP)和染色质完整性等参数虽与生育力相关，但尚未形成标准化评估体系。更棘手的是，精子表观遗传标记(如DNA甲基化)和特定mRNA的表达模式可能隐藏着关键生育信息，这些分子特征与常规精液参数的关系亟待阐明。
为破解这一难题，来自墨西哥国立自治大学等机构的研究团队在《Archives of Medical Research》发表创新研究。通过密度梯度离心分离11名健康捐赠者的高活力(F1)和低活力(F2)精子亚群，结合全基因组甲基化测序(WGBS)和RNA测序(RNA-seq)技术，系统比较了两组的功能差异和分子特征。研究还采用qPCR和Western blot在6名正常精液参数志愿者中验证候选标志物。
精子功能分析
功能检测显示F1精子不仅运动能力更强，其MMP和膜完整性也显著优于F2。特别值得注意的是，MMP与精子运动参数呈显著正相关，而染色质完整性、顶体状态等参数在两组间无差异，提示MMP可能是区分精子功能亚群的核心指标。
甲基组与转录组分析
全基因组比较发现271个差异甲基化基因和82个差异表达基因。生物信息学分析揭示这些基因主要富集于精子运动性和能量代谢通路。最引人注目的是中心体蛋白CEP128和微管结合蛋白CSTPP1，它们在F2中同时呈现低表达和异常甲基化状态。
分子验证
定量PCR证实CEP128和CSTPP1在F2中的表达量仅为F1的30%-40%。Western blot进一步显示CEP128蛋白水平与mRNA变化一致，这种分子层级的一致性强化了二者作为生物标志物的可靠性。
该研究首次建立精子运动亚群的多组学特征谱，揭示MMP与CEP128/CSTPP1构成的"功能-分子"标记体系。从临床应用角度看，这些发现为男性生育力评估提供了超越传统精液分析的新维度：MMP可作为快速筛查指标，而CEP128/CSTPP1的甲基化状态和表达水平可能成为预测辅助生殖技术(ART)结局的分子标签。从机制层面看，CEP128参与中心体组装的功能提示精子运动缺陷可能与细胞骨架异常相关，这为理解特发性不育提供了新视角。
研究创新性地采用临床可用技术(密度梯度离心)分离功能亚群，使研究成果具备直接转化潜力。未来需要扩大样本验证这些标志物在病理精液中的预测价值，并探索CEP128/CSTPP1调控精子运动的具体分子途径。这项研究为开发精准男性生育力评估工具迈出关键一步，也为探索精子功能异质性机制开辟了新路径。
生物通微信公众号
生物通 版权所有
