2023年我國不孕不育率高達18.2%，其中男女因素各占一半

根據(jù)國家統(tǒng)計局今年2月公布的數(shù)據(jù)，2023年我國全年出生人口902萬人，死亡人口1110萬人，人口自然增長率為-1.48‰。2022年我國的人口自然增長率為-0.60‰，這是自1960年（-4.57‰）后首次出現(xiàn)人口負增長。

除生育愿望下降等因素，不孕不育率上升是生育率下降的一個重要原因。據(jù)世衛(wèi)組織在2023年4月發(fā)布的調(diào)查報告，全球范圍內(nèi)每6位成年人中就有1人受不孕不育癥影響。我國不孕不育人群比例呈現(xiàn)逐年上升趨勢，2023年我國不孕不育率已高達18.2%，其中男女因素各占一半。

由于受到傳統(tǒng)觀念的影響，男性生殖受到的關(guān)注度并不高，一半以上男性不育患者無法明確其病因。

中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心劉默芳研究組，多年來一直在探尋精子形成的基本規(guī)律是什么，以“RNA調(diào)控在精子發(fā)生及男性不育中的新功能機制研究”，獲得2022年度上海市自然科學(xué)獎一等獎。

【“就像放進了一個移動硬盤”】

精子的生成，是一個極其復(fù)雜的細胞分化和發(fā)育過程。為了能夠靈活游動，精子在形成過程中會盡可能縮小體積，并把細胞核壓縮到常規(guī)細胞核的1/10到1/7大小，最終形成頭部大小約2.5微米、尾巴長約60微米的“小蝌蚪”。

細胞一般通過基因轉(zhuǎn)錄，生成信使RNA（mRNA），再翻譯合成特定蛋白質(zhì)以支持生命活動。而“未雨綢繆”的精子細胞，在變成“小蝌蚪”之前就提早進行了轉(zhuǎn)錄，并將mRNA存儲起來?！熬拖穹胚M了一個移動硬盤，等到需要時再激活生成所需的蛋白。比如要長尾巴了，就會被激活翻譯出精子尾巴需要的蛋白質(zhì)。”劉默芳說。

在完成翻譯合成蛋白任務(wù)后，為減輕精子“負重”，“移動硬盤”中的mRNA又會被大規(guī)模降解清除。如何讓“停工”的mRNA重啟工作狀態(tài)？又如何進行“硬盤清理”，這一直是生殖生物學(xué)中的不解之謎。

【促進對精子形成過程的認識】

劉默芳研究組發(fā)現(xiàn)，PIWI蛋白結(jié)合小RNA（piRNA）形成的復(fù)合體“機器”，在精子細胞發(fā)育不同階段，調(diào)控了mRNA的“復(fù)工”。該“機器”會借助mRNA上的一個識別“標簽”，在“移動硬盤”中準確挑選靶標mRNA出來“復(fù)工”生產(chǎn)蛋白質(zhì)。此項研究發(fā)現(xiàn)了精子發(fā)育過程中蛋白質(zhì)翻譯激活的重要機制，極大地促進了對精子形成過程的認識。

PIWI/piRNA的復(fù)合體“機器”在人的睪丸組織中特異表達，但該調(diào)控通路在男性不育中的作用此前尚未報道。在探索精子發(fā)生基礎(chǔ)科學(xué)問題的同時，劉默芳研究組與多家臨床男科開展交叉合作，研究男性不育病因及致病機理。他們率先在不育癥患者中發(fā)現(xiàn)了拮抗PIWI泛素化修飾降解的遺傳突變，通過小鼠模型證明此類突變會導(dǎo)致雄性不育，并基于此設(shè)計干預(yù)策略，提高了突變小鼠的精子活性，為此類男性不育癥治療提供了潛在方法和策略。

劉默芳團隊的系列性研究和發(fā)現(xiàn)不僅解答了精子生成中多個難點問題，促進了對雄性生殖規(guī)律和男性不育病因的認識，還為相關(guān)男性不育癥的早期分子診斷及臨床治療提供了理論依據(jù)。

上海市科委科普項目資助（項目編號：23DZ2305200）

原載于上觀新聞2024-06-19

作者：黃海華