王輝,周俊,馮奕
男性不育發(fā)病率近年來呈上升趨勢[1]。microRNA(miRNA)是一系列單鏈非蛋白編碼小RNA分子,在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá),可游離于體液中[2]。血清、胸腹水等體液miRNA已顯示其作為疾病診斷生物標(biāo)志的巨大潛能。同樣精漿miRNA在生殖疾病病因?qū)W研究方面和生殖遺傳研究領(lǐng)域也具有諸多優(yōu)勢,精漿miR-141表達(dá)與精子的發(fā)生和形成有關(guān)[3]。本研究通過觀察miR-141-5p在特發(fā)性少精子癥和無精子癥中的表達(dá),為臨床診治提供新的一種分子標(biāo)志物,報(bào)道如下。
1.1 一般資料 參照WHO《人類精液檢查與處理實(shí)驗(yàn)室手冊》(第5版)標(biāo)準(zhǔn),選擇特發(fā)性少精癥(精子濃度<15×106/ml和精子總數(shù)<39×106/一次射精)37例,年齡25~39歲,平均(32.1±4.4)歲;特發(fā)性無精癥(精液3 000 r/min離心15 min沉淀物中沒有精子)29例,年齡26~42歲,平均(31.5±6.7)歲。每例患者精液均常規(guī)分析3次以上,每次檢測間隔2個(gè)月;排除精液量異常、血精、液化不良、畸形精子癥、精液白細(xì)胞數(shù)≥1×106/ml以及高熱病史、自身免疫性疾病和接觸化學(xué)及放射性物質(zhì)的相關(guān)職業(yè)者。另外選擇同期因女方不孕,男方生育能力評估正常的健康男性30例,設(shè)為正常對照組,年齡25~39歲,平均(30.2±5.4)歲。3組年齡結(jié)構(gòu)、身體基礎(chǔ)等方面具有可比性,所有對象均簽署知情同意書并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)同意。
1.2 標(biāo)本采集方法 依WHO要求,禁欲3~7d,排小便,并洗凈雙手和陰莖,再以0.1 mg/ml新潔爾滅對外尿道口消毒,手淫法收集全部精液于干燥消毒的精液釆集器內(nèi),置37℃多維混勻恒溫箱,待充分液化后行精液常規(guī)分析,3 000 r/min離心15min,取精漿1~2ml,置-80℃冰箱保存。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 精液常規(guī)質(zhì)量參數(shù)分析 用北京偉力計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)(CASA),在帶有加熱37℃載物臺的顯微鏡下用已預(yù)熱和已校正的高精度雙池網(wǎng)格精子計(jì)數(shù)板分析精子濃度和前向運(yùn)動(dòng)精子百分率,雙池檢測結(jié)果在95%CI內(nèi)方可判定有效。精子存活率采用低滲膨脹實(shí)驗(yàn)(HOS),精子形態(tài)采用改良Diff-Quick染色法,試劑由BASO公司生產(chǎn)并提供,各標(biāo)本由不同的兩人平行測定2次,取平均值,兩次結(jié)果偏倚≥10%重新實(shí)驗(yàn)。
1.3.2 精漿游離microRNA的提取(1)預(yù)處理,取200 l液化后精漿加入2 l 100 g/ml蛋白酶K(美國Sigma公司)于37℃水浴箱1 h后,再加入250 l 1×TRI-reagent buffer和0.018 g PEG20000(美國Sigma公司)充分混勻,于室溫下放置15min,然后12000r/min,4℃離心10 min,取上清液用于TRIzol法提取RNA。(2)TRIzol法提取RNA,取200 l預(yù)處理的精漿加入0.75ml TRIzol(美國Invitrogen公司)中充分均勻,將勻漿液倒入1.5 ml離心管中,再依次加入氯仿、異丙醇及95%乙醇,獲得總RNA。(3)提取效率評估,取2 l RNA溶液,加98 l水,混勻后經(jīng)DU800紫外分光光度計(jì)(美國Beckman公司)測定A260/A280比值,1.8~2.0提示無DNA及蛋白質(zhì)污染。
1.3.3 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)RTPCR(1)cDNA的合成:按照TaqManReverse Transcription Buffer 1.50 l,RNase Inhibitor 20 U/l 0.19 l,Nucleasefreewater4.16 l。15 l逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系:RT master mix 7 l,total RNA 5 l,RT primer 3 l。逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)條件:16℃30 min;42℃30 min;85℃5 min;4℃。(2)miR-141-5p及內(nèi)參U6 snRNA擴(kuò)增:根據(jù)TaqMan MicroRNA Assays(ABI公司)提供的引物及探針進(jìn)行擴(kuò)增,20 l PCR反應(yīng)體系:TaqMan Universal PCR Master Mix II 10.00 l,Nuclease-free water 7.67 l,TaqMan Small RNA Assay(20×)1 l,ProductfromRTreaction1.33 l。PCR反應(yīng)條件:50℃2min;95℃10min;95℃15 s;60℃60 s;40次,儀器用美國Stratagene公司Mx3000P型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀。
1.3.4 結(jié)果計(jì)算 精漿miR-141-5p表達(dá)量采用相對定量2-Ct方法Ct=CTmiR-141-5p-CTU6snRNACt=Ct不育患者-Ct正常對照。
1.4 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,兩組比較采用 檢驗(yàn),多組比較采用方差分析,多重比較采用LSD法;診斷效能分析采用受試者操作特征(ROC)曲線。<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組精液常規(guī)主要質(zhì)量參數(shù)比較各組精子濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.05),其他各質(zhì)量參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均>0.05),見表1。
表1 各組精液常規(guī)主要質(zhì)量參數(shù)比較
2.2 各組精漿miR-141-5p的表達(dá) 各組精漿miR-141-5p的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(=12.224<0.05)。與正常對照相比,特發(fā)性少精癥和特發(fā)性無精癥精漿miR-141-5p表達(dá)顯著增高(=4.628、4.767,均<0.05),特發(fā)性無精癥與特發(fā)性少精子癥間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(=2.213<0.05),見封三彩圖3。
2.3 精漿miR-141-5p對特發(fā)性少精癥和特發(fā)性無精癥的臨床價(jià)值miR-141-5p診斷特發(fā)性無精癥曲線下面積為0.920(95%0.855~0.984),當(dāng)選擇最佳臨界值4.93時(shí),其診斷敏感性為93.1%,特異性為76.7%。miR-141-5p診斷特發(fā)性少精癥曲線下面積為0.879(95%0.809~0.948),當(dāng)選擇最佳臨界值5.36時(shí),其診斷敏感性為96.3%,特異性為72.9%。見封三彩圖4~5。
不育癥與心血管疾病、腫瘤已成為21世紀(jì)三大健康問題[4]。在我國,有15%~20%的育齡夫婦不能生育,男性因素約占50%[5]。男性不育致病原因復(fù)雜,開展的相關(guān)研究特別是微觀領(lǐng)域的研究尚很缺乏。近年來,世界各地科研工作者和臨床醫(yī)生已在分子領(lǐng)域?qū)δ行圆挥Y進(jìn)行探索并取得了一定進(jìn)展。
microRNA廣泛存在于人類的血液、尿液、唾液、痰液、精液、胸腹水、羊水及乳汁等體液中,在疾病的診斷和預(yù)后方面已經(jīng)顯示了其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。miRNA在精液中也非常的豐富,并且穩(wěn)定存在[6-7],前期研究也表明,一些miRNA分子在男性不育中有相當(dāng)?shù)呐R床價(jià)值[8-9]。有研究發(fā)現(xiàn),Dicer酶缺陷的老鼠,其生精小管內(nèi)含有的圓形精子細(xì)胞數(shù)量較少,甚至還有一些異常的延伸精子細(xì)胞,延伸精子細(xì)胞通常表現(xiàn)出形態(tài)畸形和運(yùn)動(dòng)力低下等特點(diǎn),這些因素均可以增加不育癥的發(fā)生率,因此miRNA可以作為一個(gè)關(guān)鍵因素決定生殖細(xì)胞的數(shù)量及功能。miR-141是miR-200家族成員之一,主要參與上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、增殖、遷移、侵襲及耐藥等多種細(xì)胞過程。miR-141-5p屬于miR-141-5基因家族一員,參與細(xì)胞周期、凋亡的調(diào)控,與精子的發(fā)生、凋亡關(guān)系密切[10]。本研究發(fā)現(xiàn)特發(fā)性少精癥、特發(fā)性無精癥患者精漿miR-141-5p表達(dá)上調(diào),與對照組相比有顯著性差異。miR-141-5p對特發(fā)性少精子癥和特發(fā)性無精癥均有很好的診斷價(jià)值分別為0.879(95%0.809~0.948),0.920(95%0.855~0.984),并且兩者敏感性和特異性均較高。這提示miR-141-5p功能表達(dá)與精子的發(fā)生和形成有關(guān),可作為診斷特發(fā)性少精癥和特發(fā)性無精癥較好的分子標(biāo)志物。