男性中的新型ACTL7A变异导致受精失败和男性不育

背景：在所有胞浆内单精子注射周期中，完全受精失败的发生率为1%–3%。遗传缺陷被认为是胞浆内单精子注射后完全受精失败的关键原因。然而，已报道的基因仅能解释一小部分完全受精失败病例，需要探索更多的遗传缺陷。目的：研究男性相关受精失败的遗传原因，并探讨潜在的分子机制。材料与方法：对遭受受精失败的男性患者进行全外显子组测序，并使用Sanger测序确认检测到的突变。使用生物信息学工具和免疫荧光分析来评估基因突变对蛋白质功能的影响。结果：纳入两名携带ACTL7A突变的男性。一名携带两个复合杂合突变（c.1118G>A:p.R373H; c.1204G>A:p.G402S），另一名携带纯合突变（c.1117C>T:p.R373C），且来自隐性遗传模式的近亲家庭。所有变异均位于肌动蛋白结构域，并预测为致病性，影响氢键数量或附近蛋白质结构的排列。此外，通过免疫荧光染色和蛋白质印迹，受影响精子中肌动蛋白样蛋白7A的蛋白表达缺失，证实了这些变异的致病性。另外，磷脂酶C zeta 1几乎缺失，顶体花生凝集素信号减弱且分布不均，表明顶体功能障碍。此外，使用人工卵母细胞激活处理的胞浆内单精子注射可提高注射受影响精子的卵母细胞的受精率。讨论：我们的研究在两名受精失败的男性中鉴定出三个ACTL7A致病性错义突变。这扩展了ACTL7A基因的突变和表型谱，并为ACTL7A致病性变异诱导的受精缺陷的发病机制和治疗策略提供信息。结论：ACTL7A变异影响受影响精子中肌动蛋白样蛋白7A的表达和定位，随后降低磷脂酶C zeta 1的表达，导致受精失败和男性不育。