科學家發現評估IVF中精子質量的小RNA分子標誌物

4月9日，國際學術期刊Cell Discovery 在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所吳立剛研究組、上海市計劃生育科學研究所施惠娟實驗室和復旦大學附屬婦產科醫院上海集愛遺傳與不育診療中心陳國武實驗室的合作研究成果「Identification of small noncoding RNAs as sperm quality biomarkers for in vitro fertilization」。該研究發現精子中小RNA的表達與精子質量高度相關，可為體外受精（in vitro fertilization, IVF）提供有效的生物標記物，提高臨床輔助生殖的成功率。

近幾十年來，輔助生殖技術已廣泛應用於治療人類不孕症。然而，僅約30％的IVF和卵胞漿內單精子注射技術（ICSI）可成功受孕。傳統的精液參數，如精子密度、精子形態和精子運動能力，並不能有效地判別精子的生育能力。因此，目前臨床上迫切需要一種對精液參數正常樣品中的精子質量進行評價的方法。

已有研究表明哺乳動物精子細胞中表達多種非編碼小RNA，包括microRNAs（miRNAs），PIWI-interacting RNAs（piRNAs），tRNA-derived small RNAs（tsRNAs）和rRNA-derived small RNAs (rsRNAs)等，在精子的發生及成熟過程中發揮了重要的調節功能，因此，有可能利用小RNA作為生物標誌物判別精子的生育能力。該研究中，研究人員從接受IVF治療夫婦的男性患者中收集了精液參數正常的87例精子樣本，同時儘可能地排除女方因素影響，並通過體外受精後的優質胚胎率來判斷精子的質量。通過對精子中的小RNA進行深度測序和分析，發現人精子中差異表達的tsRNA、rsRNA和miRNA與體外受精後胚胎髮育的質量有顯著的相關性，其中tsRNA用於評估精子質量的效果最好。該發現與之前周琪和Oliver Rando實驗室在小鼠中研究發現精子中特異性表達的tsRNA影響胚胎髮育和子代表型的結果一致，人精子中的tsRNA有望在臨床上作為評估精子質量的分子標誌物。

吳立剛、施惠娟與陳國武為論文的共同通訊作者，上海計生所華敏敏、生化與細胞所劉偉和上海集愛遺傳與不育診療中心陳穎為共同第一作者，博士張鳳娟和工作人員徐蓓英也對該工作提供了幫助。該研究得到來自國家自然科學基金委、科技部、中科院和上海市科委的經費支持。

圖：tsRNA可用於輔助生殖中評價精子的質量