男性不育的遗传学概述课件

男性不育的遗传学概述 吉林大学第一医院生殖中心男科王群 男性不育是一个常见的问题 1 25男性将有这样的问题发生 尽管积极的进行研究 但仍有40 的病人不明原因 随着人类基因组计划的完成和功能基因组计划的实施 有可能进一步澄清男性不育的遗传学原因 介绍 介绍 染色体异常47 XXY 占无精征的10 特殊的易位 涉及常染色体易位及性染色体的易位 Y染色体的微缺失 占无精征及寡精征的5 男性不育已知的遗传学原因 介绍 染色体异常47 XXY 占无精征的10 特殊的易位 涉及常染色体易位及性染色体的易位 Y染色体的微缺失 占无精征及寡精征的5 男性不育已知的遗传学原因 介绍 基因突变AR 雄激素受体基因 的缺陷 病人表现为雄激素不敏感综合征CFTR 囊性纤维化跨膜传导调节基因 的缺陷 病人表现为囊性纤维化 双侧输精管缺如 介绍 Bc16 anti apoptoticincreasedapoptosisduringmeiosis Bclw anti apoptoticprogressivegermcelllossCa calmodulindependentproteinElongatingspermatiddefectKinase Camk4 c ros orphantyrosinekinasespermtailangulationandtanglingreceptor 介绍 用基因敲除技术研究男性不育的遗传原因已证实了 在常染色体和性染色体上的许多基因对男性生育是必需的 据估计大约有2000个不同的基因与男性不育相关 包括影响睾丸的发育 生殖细胞的分化 减数分裂等精子发生的不同阶段 总之 人类的男性不育的遗传学问题是复杂的 是高度异质的 介绍 约10 15 原因不明的无精子症和5 10 的严重少精子症存在Y染色体微缺失 已确定了Y染色体上三个与精子生成相关的大区域 即AZFa AZFb AZFc 现在又从AZFc中分出AZFd 同时相继识别了一系列不育的侯选基因 Y染色体微缺失 介绍 约10 15 原因不明的无精子症和5 10 的严重少精子症存在Y染色体微缺失 已确定了Y染色体上三个与精子生成相关的大区域 即AZFa AZFb AZFc 现在又从AZFc中分出AZFd 同时相继识别了一系列不育的侯选基因 介绍 AZFa 位于Yq近侧缺矢区间5内 估计大小1 3KbDFFRY 配子形成中起作用 DBY 可能编码RNA解旋酶UTY 编码H Y抗原TB4Y 编码一个YTymosinB4同工型 可能涉及到肌动蛋白的作用 介绍 AZFb延伸于缺矢区间5 6近侧端 估计大小1 3Kb 至今已发现5个基因RBM 编码生殖细胞特异的核酸蛋白 其中有30多个RBM基因和假基因散步于Y染色体长短臂上 编码生殖细胞特异的核酸蛋白 在AZFb区至少含有1个功能性的RBM拷贝 RBM家族被特殊表达在精原细胞和早期精母细胞核上 被认为是生殖细胞存在的标志 介绍 CDY 编码一个新蛋白 对精子生成起作用XKRY 编码一个与XK相似的蛋白 假膜转运蛋白两者都有多个拷贝 都表达在成人的睾丸上SMCY 编码一个男性特异的组织相容性抗原eIF 1A 编码一个eIF 1A的同功型 一个必要的翻译启动子两者可能是单拷贝基因 介绍 AZFc 位于异染色质临近区 大小约1 4Mb近侧区又划分出AZFd已识别的基因有DAZ PRYBPY2 TTY2 CDY和RBMDAZ 是多拷贝基因 编码睾丸特异蛋白 该蛋白含1个RBM功能区和一系列的由24个氨基酸组成的串联重复序列称为DAZ Repeat 介绍 在功能上 DAZ可能与结合RNA有关SouthernBlot分析表明可能在精子发生的早期起作用 并在精子细胞转变为精子的过程中起作用 介绍 位于3 染色体上的DAZL1基因带有单个DAZ Repeat 与DAZ同源 其特异地表达于睾丸组织 突变可能引起常染色体隐性男性不育 介绍 PRY 编码一个新蛋白 被假定为氨基酸磷酸脂酶蛋白BPY2 编码一个未知功能的新基因蛋白TTY2 在其转录物尚无重要的开放读码框架发现上述3个基因都特异表达于睾丸 在AZFc区有2个拷贝 在Y染色体其他区域有多个拷贝 介绍 Y染色体微缺失和表型的关系 nAZFa 主要表现为唯支持细胞综合征nAZFb 精子生成受阻在精母细胞阶段nAZFc 变化大 临床可见正常精子数量 无精子 病理表现可见精原细胞 精子生成减少 介绍 严格的基因型与表型关系不清楚原因 1 缺少组织病理学分类标准2 组织类型可能随时间不同而有所改变 介绍 可观察到大的轮廓nYq微缺失绝大部分发生于男性无精子症及少精子症中n大缺失与严重的精子生成障碍相联系nAZFa缺失不常见 1 5 与唯支持细胞综合症相联系nAZFb AZFc缺失最常见 与各种生精细胞生成障碍相关联 介绍 检测男性不育新的遗传病因的策略动物模型Chlamydomonas Drosophila Celegants miceNullizygousmice 在确定人类男性不育的侯选基因起到重要的作用 但不能确定由于点突变造成的遗传表型 介绍 ENU N ethyl N nitrosourea 一种强烈的致突变剂 可使精原细胞随机的产生高频率的点突变 用ENU处理后的雄性小鼠 在足够的时间让其生精功能恢复后 与没有处理的雌性小鼠交配产生F1代 分析显性 半显性表型或F1代再交配分析隐性表型 一旦一群小鼠共享一个表型 用PCR连锁分析将其定位 有可能得到与精子发生相关的侯选基因 介绍 从动物模型得到侯选基因 下一步的鉴定是找出与人类同源的序列 用人homologues orthologues进行鉴定 最终 研究的焦点将集中到人类基因突变在一般人群和不育人群的频率上 介绍 男性不育病人遗传学检测目前有限的实验用于男性不育的遗传学诊断 染色体核型分析Y染色体微缺矢AZFa AZFb AZFc AZFdARCAG的重复次数 在Lightcycler上进行毛细管 PCR和寡核苷酸荧光杂交 可诊断特异的等位基因的突变 Mangasser Stephenetal 1999 Aoshimaetal 2000 介绍 随着越来越多的基因突变与男性不育相联系 需要提供迅速 高效 可靠 准确的实验系统 无疑基因芯片技术可以提供检测的平台 在过去的5年中 1000000个不同的寡核苷酸能够生产在一张玻片上 SchulzeandDownward 2000 相信在不久可用此技术检测男性不育的遗传学病因 介绍 主流实验室男性不育遗传学检测流程 通过遗传学检测针对其原因进行有效的治疗 如雄激素不敏感综合征的寡精子病人检测出ARCAG重复次数 40次 可用绒毛膜促性腺激素治疗 以刺激睾丸的Leydig细胞产生较高的睾酮 较高水平的睾酮可以促进受损的AR的转录活性 达到提高精子密度 自然生殖的目的 介绍 病人的某个表型与已制成的鼠模型的表型相连系 通过睾丸cDNA微阵列分析绘出基因表达的功能缺陷图谱 进一步研究对代谢 生化 细胞周期的影响 并在其他的一些不育的