DNAH12的进一步证据支持携带动力蛋白轴丝重链基因家族变异的不育男性可获得良好的生育结局

Further evidence from DNAH12 supports favorable fertility outcomes of infertile males with dynein axonemal heavy chain gene family variants.

作者信息Hao Geng, Kai Wang, Dan Liang, Xiaoqing Ni, Hui Yu, Dongdong Tang, Mingrong Lv, Huan Wu, Kuokuo Li, Qunshan Shen, Yang Gao, Chuan Xu, Ping Zhou, Zhaolian Wei, Yunxia Cao, Yanwei Sha, Xiaoyu Yang, Xiaojin He
PMID39071892
期刊iScience
发布时间2024-06
DOI10.1016/j.isci.2024.110366

实验完整度

包含人类WES、Sanger验证、精子表型分析、Dnah12敲除小鼠模型及ICSI结局。

主要模型

人类精子样本(来自三名不育男性) Dnah12基因敲除小鼠(C57BL/6JGpt背景)

重点核对

DNAH12变异类型及遗传模式(纯合/复合杂合) 精子形态与超微结构(MMAF表型、中央微管缺失) Dnah12−/−小鼠完全雄性不育,精子数量显著减少且无活力 ICSI临床结局(受精率、囊胚形成率、妊娠率)

摘要

生殖医学;遗传学;基因组学;人类遗传学;分子生物学

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
DNAH12双等位基因变异是否导致男性不育,以及ICSI是否可作为有效干预措施。
核心机制
DNAH12双等位基因功能缺失变异导致精子鞭毛结构异常(中央微管缺失),进而引起严重弱精子症和男性不育。
主要证据
三名不育男性携带DNAH12双等位变异,精子显示MMAF表型且DNAH12表达缺失;Dnah12−/−小鼠完全雄性不育且精子异常;ICSI在人类和小鼠中获得良好结局。
研究意义
研究证实DNAH12为男性不育的新致病基因,并支持ICSI是携带DNAH基因家族变异不育男性的优化干预措施。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

发现DNAH12双等位基因变异

鉴定不育男性中DNAH12的潜在致病性变异。

对1532名不育男性进行全外显子测序,发现3名无关患者携带DNAH12双等位变异,并通过Sanger测序验证及家系共分离分析。

2

精子表型分析

评估DNAH12变异对精子形态、超微结构和蛋白表达的影响。

对患者精子进行精液分析、光镜及扫描电镜观察形态,透射电镜观察超微结构,免疫荧光检测DNAH12及相关蛋白表达。

3

基因敲除小鼠模型验证

在体内验证DNAH12缺失是否导致男性不育。

利用CRISPR-Cas9技术敲除Dnah12基因外显子3-5,生成Dnah12−/−小鼠,分析生育力、精子参数及睾丸组织学。

4

ICSI结局评估

评估ICSI对携带DNAH12变异个体获得后代的有效性。

对3名患者及其配偶进行ICSI治疗,记录受精率、囊胚形成率及妊娠结局;同时对Dnah12−/−小鼠进行ICSI观察囊胚形成。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Sure Select XT 人类全外显子试剂盒Agilent5191-4028
PrimeScript RT 试剂盒TaKaRaRR037A
SYBR Green Ⅰ 预混液Roche04887352001
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PMSF蛋白酶抑制剂BeyotimeP1046
Triton X-100BiosharpBS084
Hoechst 33342Thermo Fisher Scientific62249
抗荧光淬灭封片剂BeyotimeP0126
TRIzol试剂InvitrogenAM9738
PAS染色试剂盒BeyotimeC0142S
抗DNAH12抗体Thermo Fisher ScientificPA5-63952
抗乙酰化微管蛋白抗体Sigma AldrichT6793
驴抗小鼠IgG(H/L), Alexa Fluor 488Jackson ImmunoResearch715-545-150
驴抗兔IgG(H/L), Alexa Fluor 594Jackson ImmunoResearch711-585-152
山羊抗兔IgG(H+L)(过氧化物酶/HRP偶联)ElabscienceE-AB-1003
山羊抗小鼠IgG(H+L)(过氧化物酶/HRP偶联)ElabscienceE-AB-1001
小鼠抗β-肌动蛋白单克隆抗体Zsgb-bioTA-09
抗SPAG6抗体Sigma AldrichHPA038440
抗DNAH1抗体Sigma AldrichHPA036806
抗DNAI2抗体Proteintech17533-1-AP
GeminiSEM 300 扫描电子显微镜ZEISS--
Talos L120C G2 透射电子显微镜Thermo Fisher Scientific--
IVF受精培养液Cook--
卵裂培养液COOK--
囊胚培养液COOK--
血清替代补充物IrvineScientific--
Pannoramic MIDI Ⅱ 数字切片扫描仪3D HISTECH--
C57BL/6JGpt小鼠Jiangsu GemPharmatech Co., Ltd--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
遗传学分析
DNAH12变异类型(纯合/复合杂合)、变异频率(<1%)、致病性预测(SIFT、PolyPhen-2等)
阅读提示:Methods: Genetic sequencing and bioinformatic analysis; Table 2
精子表型分析
精液参数(严重弱精子症)、精子形态(MMAF表型)、超微结构(中央微管缺失)、蛋白表达(DNAH12, SPAG6, DNAI2)
阅读提示:Results: Clinical features and sperm phenotypes; Figures 3 and S1
小鼠模型
Dnah12敲除策略(外显子3-5)、小鼠周龄(8-10周)、生育力评估(交配试验)、精子数量与活力、睾丸组织学
阅读提示:Methods: Mice; Results: Phenotypical characterization of Dnah12−/− male mice; Figure 4
ICSI治疗
ICSI周期数、受精率、囊胚形成率、胚胎移植及妊娠结局
阅读提示:Methods: Ovarian stimulation, ICSI, and embryo culture; Table 2; Results: Clinical outcomes of ICSI