精浆泛素作为严重精子损伤和ICSI结局的独立预测因子:男性不育中氧化还原-蛋白质稳态轴的证据

Seminal ubiquitin as an independent predictor of severe sperm damage and ICSI outcomes: evidence for a redox-proteostasis axis in male infertility†

作者信息Oya Korkmaz, Seda Karabulut, Pelin Macit
PMID42189963
发布时间2026-09-14
DOI10.1093/biolre/ioag112

实验完整度

中

横断面研究,包含132例患者样本和110例ICSI周期,进行了ELISA检测、相关性分析、ROC及多变量回归,但为单一中心、回顾性设计,未进行功能或机制验证。

主要模型

132名男性不育患者精浆样本 四组不育表型队列:生育力正常精子症、孤立性畸形精子症、孤立性高DFI、结构与基因组联合损伤 110对夫妇的ICSI周期

重点核对

研究分组依据:精子形态(正常形态率<4%为畸形精子症)和DFI(<15%为低,≥30%为高) 生物标志物检测:使用ELISA试剂盒测定精浆MDA、8-OHdG、簇集素和泛素浓度 ICSI结局分析:仅纳入每对夫妇首个ICSI周期(n=110),记录受精率、囊胚形成率、临床妊娠和流产 多变量回归模型:调整女性年龄和DFI,评估生物标志物与DFI及临床妊娠的独立关联 样本处理:精浆样本在-80°C储存,单次冻融后检测

摘要

氧化应激通过诱导脂质过氧化、DNA损伤和精子质量控制机制的激活在男性不育中发挥核心作用。然而,氧化应激、基因组损伤、细胞应激反应和泛素介导的精子清除之间的整合关系仍不清楚。本研究评估了不同不育表型下精浆中丙二醛(MDA)、8-羟基-2'-脱氧鸟苷(8-OHdG)、簇集素和泛素的水平,并评估了它们的预测价值。共132名男性根据精子形态和DNA碎片指数(DFI)分为四组:生育力正常精子症组、孤立性畸形精子症组、孤立性高DFI组和结构与基因组联合损伤组。使用酶联免疫吸附测定法测定生物标志物浓度。所有生物标志物在不育表型中逐渐升高(P < 0.001)。泛素与DFI的相关性最强(r = 0.71,P < 0.001),并且在多变量线性回归中仍是唯一的独立预测因子(β = 0.41,P = 0.002)。它还在逻辑回归中独立预测了严重联合表型(OR = 1.19,95% CI:1.07–1.33,P = 0.001),具有高区分性能(AUC = 0.88)。在胞浆内单精子注射(ICSI)周期中,精浆泛素水平升高与临床妊娠率降低独立相关(调整后OR = 0.74,P = 0.001),并在女性年龄和DFI之外改善了模型区分度(AUC 0.78–0.86)。这些发现支持男性不育中存在氧化还原-基因组损伤-蛋白质稳态轴,并确定泛素作为严重精子损伤的整合生物标志物,具有超越常规精液分析的临床相关性。

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
评估精浆中氧化应激(MDA)、氧化性DNA损伤(8-OHdG)、细胞应激反应(簇集素)和异常精子清除(泛素)生物标志物在不同男性不育表型中的水平及其与临床参数和ICSI结局的关系。
核心机制
研究提出男性不育中存在一个从氧化应激到DNA损伤、细胞应激反应、再到泛素介导的精子清除的‘氧化还原-基因组损伤-蛋白质稳态’轴,泛素作为下游整合生物标志物反映氧化损伤的最终生物学结果。
主要证据
在132名男性中,四种生物标志物随不育表型严重程度逐步升高(P<0.001);泛素与DFI相关性最强(r=0.71)且是多变量线性回归中DFI的唯一独立预测因子(β=0.41,P=0.002);在110个ICSI周期中,泛素水平升高独立关联于临床妊娠率降低(调整后OR=0.74,P=0.001)。
研究意义
研究结果表明精浆泛素可能作为严重精子损伤的整合生物标志物,提供超越常规精液分析和DFI的预后信息,有助于男性不育的分子水平分类和ICSI结局预测。

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

研究人群分组与样本采集

根据精子形态和DNA碎片指数将不育男性分为不同表型组,以代表氧化应激-损伤-反应-清除轴的不同生物学水平。

纳入132名20-45岁男性,根据正常形态率(<4%为畸形)和DFI(<15%为低,≥30%为高)分为四组:生育力正常精子症(n=24)、孤立性畸形精子症(n=36)、孤立性高DFI(n=38)、结构与基因组联合损伤(n=34)。精浆样本在常规精液分析后分离并储存于-80°C。

2

精浆生物标志物检测

定量精浆中代表氧化应激、氧化性DNA损伤、细胞应激反应和精子质量控制的生物标志物水平。

使用商业ELISA试剂盒测定精浆MDA、8-OHdG、簇集素和泛素浓度,所有样本和标准品双孔检测,吸光度用酶标仪读取,浓度通过四参数逻辑标准曲线计算。

3

生物标志物与精液参数及表型的关联分析

评估生物标志物与精子形态、DFI、前向运动力的相关性,以及它们对不育表型的预测价值。

进行趋势分析、Pearson/Spearman相关性分析、ROC曲线分析、多变量线性回归(因变量DFI)和多变量逻辑回归(因变量联合损伤表型)。

4

ICSI结局关联分析

探究精浆生物标志物与ICSI临床结局的关联,验证其转化相关性。

纳入110对夫妇的首个ICSI周期,记录受精率、囊胚形成率、临床妊娠和流产,使用多变量逻辑回归调整女性年龄和DFI,评估生物标志物对临床妊娠的独立预测价值。

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
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
MDA酶联免疫吸附测定试剂盒ELK Biotechnology Co., Ltd.ELK7832
8-OHdG酶联免疫吸附测定试剂盒ELK Biotechnology Co., Ltd.8ELK10908
簇集素酶联免疫吸附测定试剂盒ELK Biotechnology Co., Ltd.ELK10192
泛素酶联免疫吸附测定试剂盒ELK Biotechnology Co., Ltd.ELK5287

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
研究人群分组
分组标准:正常形态率<4%为畸形精子症,DFI≥30%为高DNA碎片,DFI 15-30%排除;各组样本量(生育力正常精子症n=24,孤立性畸形精子症n=36,孤立性高DFI n=38,联合损伤n=34)
阅读提示:Methods 'Identification of study groups'及Table 1
精浆生物标志物检测
ELISA试剂盒来源和货号(MDA: ELK7832, 8-OHdG: 8ELK10908, 簇集素: ELK10192, 泛素: ELK5287),样本单次冻融,双孔检测,变异系数<10%
阅读提示:Methods 'Biochemical analyses'
DFI检测
TUNEL法使用Roche试剂盒(Cat no. 11684795910),计数至少200个精子细胞,阳性对照用DNase I处理,阴性对照无TdT酶
阅读提示:Methods 'DNA fragmentation analysis'及Figure legends
ICSI结局分析
仅纳入首个ICSI周期(n=110),结局指标:受精率、囊胚形成率、临床妊娠(是/否)、流产(是/否);调整变量:女性年龄和DFI
阅读提示:Methods 'ICSI outcomes'及Table 4
统计分析方法
多变量线性回归因变量DFI,多变量逻辑回归因变量联合损伤表型和临床妊娠;ROC曲线评估区分度;P<0.05为显著
阅读提示:Methods 'Statistical analyses'