精子运动能力下降的线粒体特征：弱精症中线粒体自噬与细胞凋亡的研究

《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》：The mitochondrial signature of sperm motility loss: a study of mitophagy and apoptosis in asthenozoospermia

线粒体自噬与凋亡相关机制在弱精症中的研究。采用60例精液样本分组检测发现，弱精组线粒体膜电位显著降低（p<0.0001），氧化应激标志物MDA和AOPP水平升高（p<0.0001），ATG5和细胞色素c表达上调（p=0.003和0.0003）。电镜显示线粒体结构损伤及自噬体样结构。研究证实线粒体质量控制异常是导致精子活力下降的关键机制，独立于氧化应激水平。

　　

摘要

目的

研究线粒体自噬是否通过与细胞凋亡和氧化应激的关联，从而影响弱精症的病理生理机制，并阐明精子活力下降的潜在机制。

方法

这项对照研究共纳入了2023至2024年间收集的60份男性患者的精液样本。根据世界卫生组织（WHO）的标准，参与者被分为弱精组（A组，n=30）和正常精液组（N组，n=30）。通过免疫荧光和Western blotting检测ATG5和cysteine-cysteine protein（cyt-c）的表达情况。使用JC-1染料测量线粒体膜电位（MMP），并在精浆中定量氧化应激标志物（MDA和AOPP）。通过透射电子显微镜观察线粒体的超微结构。

结果

弱精组中线粒体膜电位（MMP）保持正常的精子数量显著减少（p<0.0001，d=2.12）。弱精组中MDA（p<0.0001，d=2.58）和AOPP（p<0.0001，r=0.71）水平升高，表明氧化应激增加。弱精组的ATG5和cyt-c表达水平显著高于正常组（p≥0.003，d=1.38；p=0.0003，r=0.51），且这两项标志物在两组之间存在显著相关性（N组：p<0.0001；A组：p=0.0002）。然而，未发现线粒体自噬/细胞凋亡标志物与氧化应激水平之间存在显著相关性。超微结构检查显示弱精样本中存在线粒体损伤和类似自噬体的结构。

结论

弱精症的特征是线粒体自噬和细胞凋亡增加，且这种增加与MDA和AOPP无关，这表明线粒体质量控制受损可能是精子活力下降的潜在机制。这些发现为理解精子功能障碍的分子基础提供了见解，并支持进一步研究针对线粒体的策略以治疗弱精症。