看不见的更重要

QSOX1看见精虫新潜力 引言:QOSX1能抑制精卵结合前所产生的非特异性头帽反应,与精虫进行培养后,也能聚集无法进行顶体反应的精虫。
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2019-08-09 2019-09-06
作者 Lillian

近年来,WHO列出精虫的受孕指标有逐版放宽的趋势,反应男性精虫品质,逐年下滑的状况,状况不佳的精虫除了降低自然怀孕的可能性之外,就算受孕也可能使胚胎发育不良,甚至停止发育,如何筛选精虫是门重要的学问。现行精虫筛选分离的技术,是将精液置于不同浓度的培养液中,以离心及游离的方式,将活动力良好的精虫筛选出来,,胚胎师再从中挑选外型正常的精虫,进行单一精虫显微注射技术(ICSI),然而以外型作為挑选方式,是无法筛选出内部品质不良的精虫,如何挑选内外品质俱佳的精虫,也成了目前的课题。

精虫製造的过程中,睪丸製造出的精细胞会运送至副睪,在副睪的三个腔室caput (头部)、corpus (体部)、cauda (尾部)中逐步分化為成熟的精虫,而其成熟的机制為2018年台湾团队首度发表,研究指出蛋白硫氢氧化酶 QSOX (quiescin Q6/sulfhydryl oxidases protein)的两种亚型QSOX1、QSOX2会表现于副睪,并在精虫的成熟过程中扮演重要角色。其实验首先以免疫染色与西方墨点法观察QSOX1、QSOX2于副睪中表现的状况。

A. 以免疫萤光染色观察QSOX1(绿色)大量表现在体部和尾部,少量表现于头部,QSOX2(红色)则大量表现在头部和体部,并无表现于尾部。

B. 以西方墨点法定量副睪中QSOX1蛋白质确实大量表现在体部和尾部。

C. 以西方墨点法定量QSOX2大量表现在头部和体部。

接著观察QSOX1、QSOX2与精虫成熟过程中的关联性,研究团队将精虫由附睪的三个腔室个别分离出来。

A.透过免疫萤光染色发现头部与体部的精虫其顶体(acrosome) 的部位附著大量的QSOX1(绿色箭头),QSOX2(红色箭头)则附著于精虫其头颈交接处(implantation fossa)。

B.由半定量分析结果同样看头部与体部精虫的顶体存在大量的QSOX1。

C.由半定量分析结果同样看见头部与体部精虫的头颈交接处(implantation fossa)存在大量的QSOX2。

 

以上研究如下卡通图表示,可得知QSOX1及QSOX2在副睪的分佈及作用:

  1. 当精虫从睪丸製造运送至附睪,首先在头部及体部与副睪上皮细胞分泌到管腔的QSOX2结合,后续在体部及尾部与QSOX1结合。
  2. QSOX1能紧密黏附在精子顶体,使副睪精子去活化,抑制精卵结合前所产生的非特异性头帽反应。
  3. QSOX2作用于精虫的头颈交接处,主要调控精虫结构及尾巴的摆动。

同年于生殖年会中,亦有团队发现QSOX1除了在副睪表现,在异常形态的精虫上也能检测到QSOX1的存在,而正常形态的精虫中则几乎检测不到QSOX1;进一步将人类与小鼠的精液与QSOX1进行培养后,发现有部分的精虫产生凝聚的现象,且产生凝聚现象的精虫无法进行顶体反应,并带有大量的硫醇自由基,其细胞凋亡相关蛋白质的活性也增加。由实验中显现QSOX1可以凝聚凋亡及受损的精虫,这也暗示在未来的研究当中,若能运用QSOX1凝聚品质不良的精虫的特点,筛选出良好品质的精虫,可能增加精卵受精率及囊胚率。

 

参考文献

1. The mechanism underlying the QSOX1-agglutinated sperm and the possible clinical practice. Sheng-Hsiang Li, Yuh-Ming Hwu, Ming-Huei Lin, Ling-Yu Yeh, Robert Kuo-Kuang Lee, Department of Medical Research, Department of Obstetrics and Gyneocology, Mackay Memorial Hospital. 2018 TSRM annual meeting.

2. Mouse quiescin sulfhydryl oxidases exhibit distinct epididymal luminal distribution with Segment-Specific sperm surface associations. Wang TE, Li SH, Minabe S, Anderson AL, Dun MD, Maeda KI, Matsuda F, Chang HW, Nixon B, Tsai PJ.Biology of Reproduction 2018, 99(5);1022-1033.

 

*医疗行為需与医师讨论进行,本篇文章仅反映当时治疗状况与建议

评论

送子鸟生殖中心
送子鸟生殖中心
  1. 已有许多研究找出影响精虫品质的分子,但大部分都无法应用在临床上,因分析后的精虫已非存活可用,可以告诉我们why,而不是how。QSOX1除了可以排除细胞凋亡的精虫,还可筛选精虫受精能力,期许未来在临床上的助益,静待后续对于特异性、敏感性、稳定性及实际培养成绩的研究。
  2. 在显微受精(ICSI)时辅助筛选精虫的方式,目前最常见為PICSI,原理是利用精虫受精需会与卵壳上玻尿酸结合的特性,操作ICSI时加入玻尿酸,能与玻尿酸结合的精虫会聚集,推论此类精虫应属品质较佳族群。但实际上临床结果不一,此种挑选方式并未普遍运用,仅提供另一种除了外观挑选之外的方式。
  3. 研究统计,试管婴儿疗程中,完全受精失败及极低受精率占自然受精(一代试管婴儿)的5~10%、显微受精(二代试管婴儿)的2~3%。各种案例中无法受精的原因很多,来自精子的部份可能是结构性的问题,如精虫型态不佳、精虫无顶体、活动力不足等;也可能是功能性的问题,如顶体无法活化、无法与卵子结合、缺乏某些蛋白质......当尝试多次失败,且确定為精子问题,最终作法大多是「借精」,期待未来能有更精准的筛选方式,从眾多精虫中找到「对的虫」,让求子夫妇免走太多冤枉路,更加尽快、愉快毕业。