男性不育圖書(男性不育診療學的圖書)
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本文轉自：人民日報客戶端
近20年來，我國不孕不育發病率從6.9%增至17.1%，其中男性因素約占不育因素的40%。對哺乳動物雄性個體而言，生精細胞歷經有絲分裂、減數分裂以及最后的形變才能發育為成熟精子，遺傳突變和基因表達異常是男性不育的重要病因。然而，精子形成過程中仍有許多謎題尚未破解。
在精子細胞形變過程中，隨著細胞核被逐步壓縮，基因組的轉錄活動將逐漸降低直至完全停止。后期精子細胞發育所需基因需提前轉錄為信使核糖核酸（mRNA），然后以接近于休眠的翻譯抑制狀態儲存起來，直到特定發育階段再被激活翻譯，合成蛋白質發揮功能。精子細胞中儲存的這些mRNA如何被翻譯激活？科學家們對此知之甚少。
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8月12日，一項發表在國際學刊《科學》上的研究成果，揭示了精子生成中的部分奧秘。這項成果的研究團隊是中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）的劉默芳研究組、上海交通大學醫學院附屬新華醫院黃旲研究組，以及國內外多家實驗室合作研究發現，RNA結合蛋白FXR1可通過液-液相分離激活小鼠后期精子細胞中mRNA的翻譯，保障健康精子生成。
在長達7年的科研實驗中，研究團隊以小鼠為模式動物展開研究。他們發現，一個RNA結合蛋白FXR1在小鼠睪丸中特異性高表達，并且大量出現在后期精子細胞的蛋白質翻譯機器中。在生殖細胞中敲除FXR1基因后，小鼠睪丸中與FXR1結合的mRNA翻譯活性降低、蛋白表達明顯減少；小鼠則表現為無精、雄性不育。
在進一步的研究中，團隊還發現，精子細胞中FXR1與多個翻譯相關因子存在相互作用，并在體內形成一種動態且可招募大量mRNA的液滴結構。現有理論認為，此類液滴結構通常是某些生物大分子（如蛋白質或核酸）在細胞內達到一定濃度后，形成獨立于周圍環境的無膜亞細胞器結構，以執行特定生化反應或生物學過程，其形成過程稱之為液液相分離，該現象普遍存在于真核生物細胞。隨后，通過體外實驗證明，FXR1具有顯著的液液相分離能力。研究人員由此推測，FXR1可能通過液液相分離形成上述液滴結構，進而參與mRNA的翻譯激活過程。
為了驗證這一猜想，研究人員在體外培養細胞和體內精子細胞中分別測試了FXR1液滴形成能力與mRNA翻譯活性的關系。結果顯示，破壞FXR1的液滴形成能力將導致mRNA翻譯活性降低，小鼠表現為無精、雄性不育。
該研究揭示了小鼠后期精子細胞中由FXR1液液相分離介導的mRNA翻譯激活新機制，有助于進一步認識復雜的精子發生過程，為男性不育診斷和治療提供理論依據。
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劉默芳表示，團隊在和多個輔助生殖醫學中心的合作研究中，發現一些男性不育患者存在著相關調控通路基因突變。團隊將繼續該領域的科研攻關，為研發治療男性不育的小分子藥物提供依據。
前排左四為劉默芳研究員。
法國人類遺傳研究所Martine Simonelig教授在隨刊配發的展望評論中指出，該研究發現了生物分子凝集翻譯激活的新功能，并進一步揭示了FXR1相分離能力對于小鼠精子發生的重要性。
獲悉劉默芳團隊的科研成果后，年近八旬的導師王恩多院士來到中國科學院分子細胞科學卓越創新中心表示祝賀。她評價說，這項研究是劉默芳團隊從實驗的蛛絲馬跡中發現的重要的科學問題，如果不是有敢于探索的科研人員繼續深究，可能就忽略了，而劉默芳深究下去，并聯合多方面志同道合的科學家，共同攻破科學難題。
這讓我想起，當年我的導師王應睞院士牽頭做人工合成胰島素時，上海、北京的科學家聯合攻關。他說過，這不是北京的胰島素或是上海的胰島素，這是中國的胰島素。只有大家為了解決科學問題，精誠合作，發揮各自的優勢，才能攻克那些難以解決的科學難題。王恩多說。
（文中圖片和視頻由中國科學院分子細胞科學卓越創新中心提供）
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