高麗云，聶林坤，李 瀟，汪 濤，秦海霞，張 麗，陳玉明，鄭 志，吳衛(wèi)東，曹 佳

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院毒理學(xué)教研室，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.鄭州人民醫(yī)院口腔科，河南 鄭州 451000；3.九江學(xué)院江西省系統(tǒng)生物重點實驗室，江西 九江 332000；4.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，河南 衛(wèi)輝 453100)

非編碼RNA是一類不編碼蛋白質(zhì)的RNA，包含rRNA、tRNA、小干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)、Piwi蛋白相互作用的RNA(piwi-interacting RNA，piRNA)、微小RNA(microRNA，miRNA)和長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)等。研究表明，miRNA和lncRNA對男性精子的形成過程產(chǎn)生重要影響[1]。另外，男性不育即將成為繼癌癥和心血管疾病之后威脅人類健康的第3大疾病，也將成為生殖健康醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點問題[2]。miRNA與lncRNA在男性生殖系統(tǒng)疾病中的作用尚不清楚，因此，本研究對miRNA和lncRNA 在男性生殖系統(tǒng)疾病中的作用及機制進行綜述，以期為預(yù)防和治療男性不育等生殖系統(tǒng)疾病提供參考。

1 miRNA在男性生殖系統(tǒng)疾病中的作用

miRNA是在真核生物中廣泛存在，長度約為20～24個核糖核苷酸的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA，其對基因調(diào)控具有非特異性，且調(diào)控網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，但miRNA的表達具有時序性和組織特異性，可通過降解和抑制mRNA實現(xiàn)對基因的調(diào)控。

miRNA是轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后基因沉默的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，參與多種生物的發(fā)育過程，在哺乳動物精子發(fā)育過程中起重要作用。研究表明，miR-34c在精母細胞和圓形精細胞中均表達，在初級精母細胞中敲除miR-34c或者在生精細胞中過表達miR-34c均會觸發(fā)細胞凋亡，原因在于miR-34c可直接靶向凋亡相關(guān)基因乙醇乙酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ(alcohol acetyltransferase I，ATF I)的3′非翻譯區(qū)(3′-untranslated region，3′-UTR)[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，在精子細胞發(fā)育的整個過程中，miR-17-92在精子胚胎干細胞、原始精子細胞以及精原細胞中高表達，用Dicer敲除小鼠的miR-17-92基因后發(fā)現(xiàn)，原始精子細胞和精原細胞增殖減少，在原始精子細胞中反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子活性受到抑制，但精原細胞中反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子活性未受影響，因此，miR-17-92對原始精子細胞與精原細胞發(fā)育的作用大于其在精子細胞發(fā)育過程中對反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子活性的抑制作用。另外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，miR-146在未分化的精原細胞中的表達量比分化后的精原細胞高180倍[3-4]；視黃酸(retinoic acid，RA)誘導(dǎo)精原干細胞分化時下調(diào)miR-146表達，且miR-146參與RA誘導(dǎo)精原干細胞的分化[3]。miRNA不僅能調(diào)控靶基因，還可以通過與其他miRNA協(xié)同作用調(diào)控基因。例如，敲除特異表達在未分化精原干細胞的miR-17-92后，特異表達在未分化精原干細胞的miR-106b-25顯著增加，2個miRNA相互作用，使睪丸內(nèi)生精小管細小和精子數(shù)量減少[1]。

有研究應(yīng)用miRNA芯片技術(shù)篩查男性不育患者和健康男性精液發(fā)現(xiàn)，有52個差異表達的miRNA，其中不育患者中有21個miRNA高表達，31個miRNA低表達[5]。用同樣技術(shù)在正常睪丸組織及非梗阻性無精癥患者中發(fā)現(xiàn)，有173種miRNA在不育患者中的表達發(fā)生了改變，其中19種miRNA表達上調(diào)，154種miRNA表達下調(diào)，在下調(diào)的miRNA中多數(shù)有原癌基因性質(zhì)，這與腫瘤的發(fā)生相關(guān)聯(lián)，此外，miRNA作為內(nèi)源性基因調(diào)控因子影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，參與精子DNA的損傷應(yīng)答機制[6]。

2 lncRNA在男性生殖系統(tǒng)疾病中的作用

lncRNA是一類長度超過200個核糖核苷酸的非編碼RNA，其缺乏開放閱讀框且無編碼蛋白功能。最初的研究認為，lncRNA是RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，不具有生物學(xué)功能；但近年來的研究表明，lncRNA可以在多種層面上如表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等對基因表達進行調(diào)控[7-8]。有研究表明，lncRNA表達量在睪丸細胞減數(shù)分裂時期可以達到高峰[9]；其次，lncRNA有嚴格的時空表達特性，特別是在精母細胞和精子細胞分化階段最為常見[10]；另外，lncRNA序列不具有高度保守性，因而有更多更復(fù)雜的功能。

SUN等[11]利用微陣列技術(shù)對幼年小鼠和成年小鼠的睪丸組織進行轉(zhuǎn)錄組檢測，發(fā)現(xiàn)3 025種lncRNA存在明顯的差異表達，其中1 062種lncRNA表達下調(diào)，1 963種lncRNA表達上調(diào)。BAO等[12]在研究lncRNA與精子生成的關(guān)系時選取雄性胚胎及出生后的6個關(guān)鍵時間點(胚胎第12.5天、胚胎第15.5天、新生第7天、新生第14天、新生第21天以及成年)，通過對原始生殖細胞、精原細胞、粗線期精母細胞、圓形精子細胞及精子進行基因芯片技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，有31 423種lncRNA存在差異表達，最終得出lncRNA的調(diào)節(jié)作用在精子生成過程中的單倍體時期與減數(shù)分裂晚期比其他時期更為多樣化，并且lncRNA與mRNA的相互作用發(fā)生在精子生成過程中。例如，lncRNA可與精子生成過程密切相關(guān)的編碼蛋白基因Mrhl、HongrES2、Dmr、Tbca16、Tsx及NLC1-C等相互作用，共同調(diào)控精子生成過程[13-14]。

李建波等[15]研究表明，在少精子癥的男性不育患者中，lncRNA H19控制區(qū)域的DNA甲基化丟失明顯。另有研究發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化通過影響基因表達來介導(dǎo)男性生殖器官發(fā)育、精子生成以及男性性行為[16]，表明lncRNA與男性不育密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可以與染色體上較大范圍的區(qū)域結(jié)合，發(fā)生染色質(zhì)重構(gòu)[17]，從而影響與男性不育有關(guān)基因的表達。DOWDLE等[18]提出，在精子生成過程中，染色質(zhì)成分可能會發(fā)生轉(zhuǎn)錄水平上的改變。有學(xué)者利用大鼠附睪cDNA文庫，發(fā)現(xiàn)了1個附睪特異的lncRNA-HongrES2，并且lncRNA-HongrES2可通過借助mil-HongrES2下調(diào)CES7編碼的蛋白表達，進而影響精子獲能[19]。精子獲能是精子獲得穿透卵子透明帶能力的生理過程，在精子受精前，必須進行精子獲能，由此再次驗證lncRNAs與男性不育關(guān)系密切。

3 展望

miRNA種類具有多樣性，并且在雄性配子發(fā)生發(fā)育及功能上具有重要作用，因此，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注miRNA在男性不育等生殖疾病中的診斷和治療價值，但是，miRNA作用位點具有多重性和不確定性，因此，其臨床應(yīng)用仍有一定的挑戰(zhàn)；另外，在生殖方面，對miRNA的研究停留在miRNA宏觀的整體分析上，而其精細、微觀方向的研究仍有待進一步探索。隨著高通量基因篩選技術(shù)的成熟，lncRNA有望在男性不育甚至男性生殖疾病的診斷與治療中成為新的生物標志物或者治療靶點。綜上所述，關(guān)于miRNA和lncRNA在男性生殖系統(tǒng)疾病中的作用仍有很大的研究空間，其在精子生長發(fā)育過程中的作用機制仍不清楚，其在男性不育方面的作用機制如何，更是一個值得探索的問題。此外，目前評估男性生育能力的主要方法是精液分析，但是，傳統(tǒng)的精液分析對男性生育能力的評價不夠準確，就意味著需要開發(fā)一種準確、非創(chuàng)傷性的評估方法來診斷男性不育癥，因此，研究miRNA和lncRNA在男性不育癥中的作用顯得非常有必要。