研究进展近期男性不育相关新基因发现

近几年，随着高通量测序在临床研究中的广泛应用，男性不育遗传学领域出现了加速式发展。本文总结了年初至今的男性不育相关新基因的报道。

AbsenceofCFAP69CausesMaleInfertilityduetoMultipleMorphologicalAbnormalitiesoftheFlagellainHumanandMouse

杂志：AMJHUMGENET

影响因子：8.9

发表时间:APR5

DOI:10./j.ajhg..03.

通讯作者:霍普金斯大学HaiqingZhao，格勒诺布尔-阿尔卑斯大学CharlesCoutton

本篇文章通过对78名鞭毛表型的多发形态异常患者(multiplemorphologicalanomaliesofspermflagella,MMAF)不育男性的队列进行全外显子组测序，发现了两个不相关患者CFAP69发生纯合突变(一个无义变异和一个剪接位点变异)。CFAP69编码蛋白在进化上非常保守,并且在睾丸中高表达。免疫染色实验显示CFAP69蛋白定位于精子鞭毛的中段，而在携带CFPA69突变的两个患者精子的鞭毛中没有检测到。此外，通过建立Cfap69基因敲除小鼠模型，重现了精子MMAF的表型。超微结构分析(TEM)显示鞭毛结构的严重破坏。组织学分析发现这些小鼠的睾丸中存在生精上皮的所有阶段，表明小鼠生精过程未被影响，而导致精子缺陷主要在精子发生过程中出现。该研究表明CFAP69对于精子鞭毛组装以及维持稳定是必需的，并且在人和小鼠中CFAP69中的双等位无义突变会引起MMAF，最终导致男性不育。

A:正常精子形态;BC:MMAF患者精子形态

AHomozygousAncestralSVA-Insertion-MediatedDeletioninWDR66InducesMultipleMorphologicalAbnormalitiesoftheSpermFlagellumandMaleInfertility

杂志：AMJHUMGENET

影响因子：8.9

发表时间:SEP6

DOI:10./j.ajhg..07.

通讯作者:格勒诺布尔-阿尔卑斯大学PierreF.Ray

本研究中，来自法国的研究团队对78名MMAF患者的队列进行全外显子组测序数据分析(主要是CNV分析)，以鉴定与MMAF相关基因。在其中7个患者中，发现了在WDR66(也称为CFAP)基因中缺失了两个外显子，该基因编码一种微管蛋白属于纤毛和鞭毛相关蛋白，并在睾丸中特异表达。该蛋白是钙调蛋白和径向辐射相关复合物的一个组成部分，位于DNAH1附近，位于轴丝外周微管双层的内表面上。断点分析显示在所有WDR66缺失的患者中，在断点附近存在单个嵌合SVA(SINE-VNTR-Alu)，表明该缺失可能由SVA插入重组机制所导致。对锥虫的WDR66的直系同源物(TbWDR66)研究表明该蛋白在锥虫和人之间存在高度的序列以及结构相似性，并将该蛋白定位在鞭毛上。研究人员在锥虫TbWDR66中重现了和7个MMAF患者相同的外显子缺失，这两个外显子缺失影响锥虫鞭毛运动，从而证实WDR66是与MMAF表型相关的基因，而WDR66C-末端区域对鞭毛功能的实现有着重要作用。

A,E:正常精子形态;B,C,D,F:MMAF患者精子形态

LossofCalmodulin-andRadial-Spoke-AssociatedComplexProteinCFAPLeadstoImmotileSpermatozoaLackingMitochondriaandInfertilityinMen

杂志：AMJHUMGENET

影响因子：8.9

发表时间:SEP6

DOI:10./j.ajhg..07.

通讯作者:艾克斯-马赛大学MichaelJ.Mitchell

鞭毛和运动纤毛都具有9+2的结构，即由外圈9组二联微管，内包有一对中央微管的结构。在76％的原发性纤毛运动障碍(primaryciliarydyskinesia,PCD)患者同时伴有弱精子症(精子运动能力降低)。在仅患有弱精子症(孤立性弱精子症)的患者中，在发现了纤毛轴丝组成蛋白相关基因中发现了致病遗传变异：其中约40％MMAF患者携带DNAH1双等位基因突变，该基因编码鞭毛9+2结构蛋白中的组分，为内部七个动力蛋白中重链中的一个。

为了进一步了解孤立性弱精子症的分子基础，来自法国的研究小组通过使用全外显子组和Sanger测序对两个兄弟以及两个不相关的MMAF的患者进行研究。其中三名男性患者，携带了WDR66双等位基因功能丧失突变，该基因编码纤毛和鞭毛相关蛋白(cilia-andflagella-associatedprotein,CFAP)。其中两个兄弟携带纯合移码突变；另外一名患者携带复合杂合突变。研究发现CFAP蛋白通常位于鞭毛上，但在携带WDR66突变的男性中缺失；CFAP是鞭毛钙调蛋白和径向辐条相关复合物的一个重要组成部分，位于DNAH1附近，位于轴丝外周微管双层内表面。CFAP蛋白的直系同源物是四膜虫(Tetrahymena)有效协调纤毛运动所必需的蛋白。通过免疫荧光和透射电子显微镜，研究人员发现CFAP蛋白的缺失影响线粒体鞘的形成。该文章提出CFAP蛋白为脊椎动物精子鞭毛形成过程中起着重要的结构作用。

MutationsinPMFBP1CauseAcephalicSpermatozoaSyndrome

杂志：AMJHUMGENET

发表时间:AUG2

影响因子：8.9

DOI:10./j.ajhg..06.

通讯作者:中科院动物所李卫研究院，安徽医科大学曹云霞教授

先前研究表明，约一半的患者中，双等位基因SUN5突变是造成无头精子症的原因，但其他个体的致病机制仍有待阐明。来自中科院的动物所李卫研究组与安徽医科大学曹云霞研究团队获得一个近亲结婚家系，其中有两个兄弟同时患有无头精子症。对其进行了外显子捕获和深度测序分析，发现了一个新的潜在致病基因PMFBP1。进一步对相关患者进行分析发现，PMFBP1和此前发现的SUN5这两个基因的突变解释了现有70%患者的致病原因。在上述基础上，研究构建了PMFBP1基因敲除的小鼠模型，发现该基因的缺失不影响雌性生殖力，却能导致雄鼠不育，主要是由于精子在释放过程中头尾断裂产生无头精子所造成的。进一步分析发现，该蛋白与SUN5以及另外一个负责头尾整合的蛋白Spata6之间的关系，发现他们都定位与精子头尾相接处，在该处形成了一个三层夹心结构共同负责头尾的整合，其中后者在将精子头部连接到尾部起作用。

SUN5,PMFBP1,Spata6三层结构负责精子头尾结合

Bi-allelicRecessiveLoss-of-FunctionVariantsinFANCMCauseNon-obstructiveAzoospermia

杂志：AMJHUMGENET

影响因子：8.9

发表时间:AUG2

DOI:10./j.ajhg..07.

通讯作者:塔尔图大学MarisLaan

来自爱沙尼亚的小组通过全外显子组测序对一对被诊断患有非梗阻无精子症(NOA)和唯支持细胞综合征(SCOS)兄弟进行研究。FANCM(Fanconianemia