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基于RNA-seq数据筛选精子dna损伤相关基因的初步研究

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基于RNA-seq数据筛选精子DNA损伤相关基因的初步研究

作者：杨凯琳广西大学

学位级别：硕士

精子质量是雄性繁育力的决定因素之一,外界不良因素或机体内环境的影响,均被报道会引起精子dna损伤,从而引起精子质量下降,甚至导致雄性不育。精液分析是评估精子质量和雄性繁育力的重要手段,但是传统的精液分析由于缺乏对精子dna完整... 详细信息

精子质量是雄性繁育力的决定因素之一,外界不良因素或机体内环境的影响,均被报道会引起精子dna损伤,从而引起精子质量下降,甚至导致雄性不育。精液分析是评估精子质量和雄性繁育力的重要手段,但是传统的精液分析由于缺乏对精子dna完整性的评估而具有局限性。此外,精子dna碎片指数(dna fragmentation index,DFI)检测在生殖医学临床和种畜生产中发挥日趋重要的作用。然而,关于引起精子dna损伤的分子机制以及其对雄性繁殖力的确切作用仍有待阐明。为探究精子dna损伤对雄性繁育力的影响,本研究以人类精子和长白公猪精子为试验材料,分析精子DFI与精子相关参数之间的关系;利用转录组测序(RNA-seq)技术分别对人类和长白公猪不同DFI的精子进行测序,并结合生物信息学分析筛选精子dna损伤相关的相关基因。具体研究结果如下:1.精子dna损伤与精子相关参数的相关性为了探究男性精子dna损伤与精子相关参数之间的关系,根据精子DFI将精子样本分为高、中、低DFI三组,并对其进行常规精液分析、精子形态和超微结构评估、线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,MMP)、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和细胞凋亡水平检测。结果表明,精子dna损伤与精子活力降低、精子前向运动性减弱、精子畸形率升高和精子超微结构异常相关,伴随着精子MMP水平下降、ROS水平和细胞凋亡水平上升。2.利用RNA-seq技术筛选男性精子dna损伤相关的差异基因为了探讨引起男性精子dna损伤的分子机制,对三组精子进行转录组测序及分析。测序结果显示男性精子dna损伤会引起精子基因表达谱的变化,高DFI组和低DFI组共鉴定出10288个差异基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中4737个基因表达上调,5551个基因表达下调。GO分析显示DEGs主要富集在精子发生、精子活力、对活性氧的反应等生物过程。KEGG分析则表明精子dna损伤相关的差异基因主要富集在氧化应激和精子发生相关信号通路,包括MAPK信号通路、Rap1信号通路和PI3K-Akt信号通路等。3.公猪精子dna损伤与精子相关参数、产仔数的相关性为了探究公猪精子dna损伤与精子相关参数、产仔数之间的关系,根据产仔数将长白公猪分为高、低繁殖力两组,对其进行精液常规分析、精子超微结构评估、DFI和ROS水平检测。结果表明,长白公猪精子dna损伤与精子活力降低、精子畸形和精子超微结构受损相关,伴随着精子ROS水平升高,并导致长白公猪繁殖力下降,公猪精子DFI越高,其与配母猪的产仔数越少。4.利用RNA-seq技术筛选公猪精子dna损伤相关的差异基因为了探讨引起不同繁殖力公猪精子dna损伤的分子机制,对两组精子进行转录组测序及分析。测序结果显示公猪精子dna损伤会引起精子基因表达谱的变化,高繁殖力(HRP)组和低繁殖力(LRP)组共鉴定出1349个DEGs,其中LRP组较HRP组有163个基因表达上调,1186个基因表达下调。HRP和LRP的DEGs主要富集在凋亡过程、转录调节等GO生物过程以及氧化应激和精子发生相关的通路,包括PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等等。综上所述,精子dna损伤与精子活力降低、精子畸形率升高、精子超微结构异常相关,伴随着精子ROS水平和细胞凋亡水平上升以及MMP水平下降,最终导致雄性繁育力低下。不同DFI的精子基因表达存在差异,本研究筛选出精子dna损伤相关的相关基因作为预测雄性繁育力的生物标志物,为进一步研究精子dna损伤机制提供参考依据。

关键词：男性长白公猪精子质量精子dna损伤转录组

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精子dna损伤机制的研究进展

现代诊断与治疗 2022年第1期33卷 28-31页

作者：卢慧钰姚文亮周玉良蒋婉雪虞颖绿江超仁陈胜辉江西中医药大学江西南昌330004 江西中医药大学附属生殖医院/江西省中医男科疾病重点研究室江西南昌330001

精子dna损伤程度反映了父系遗传物质的完整性,大量实验研究证明了精子dna损伤对生殖结局存在影响。本文旨在介绍精子dna损伤,阐明其发生的原因、起源机制、对生殖结局的影响,并从中西医两方面寻求解决精子dna损伤的办法。

关键词：精子dna损伤研究进展

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精子dna损伤与不明原因复发性流产的关系

中华男科学杂志 2011年第7期17卷 619-621页

作者：刘成军王蔼明商微李敏王伟周沈玉良赵勇海军总医院生殖中心北京100048

目的:探讨不明原因复发性流产与男方精子dna损伤的关系。方法:精子dna断裂损伤检测采用精子染色质扩散试验(sperm chromatin dispersion,SCD),以dna断裂指数(dna fragmentation index,DFI)表示。分别测定不明原因复发性流产(试验组,56例... 详细信息

目的:探讨不明原因复发性流产与男方精子dna损伤的关系。方法:精子dna断裂损伤检测采用精子染色质扩散试验(sperm chromatin dispersion,SCD),以dna断裂指数(dna fragmentation index,DFI)表示。分别测定不明原因复发性流产(试验组,56例)男方与无流产史(对照组,31例)男方精子的DFI。结果:试验组DFI(11.0%～56.9%)高于30%的有21例(37.5%),对照组DFI(10.0%～36.8%)高于30%的有8例(25.8%)。复发性流产组的男方精子DFI均数比对照组精子DFI高(29.4%vs 25.5%),且差异显著(P精子dna损伤存在一定关系。

关键词：复发性流产精子dna损伤精子染色质扩散试验 dna断裂指数

精子dna损伤检测的临床应用价值及面临的问题

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中华医学杂志 2015年第36期95卷 2989-2993页

作者：陆金春武警江苏总队南京医院检验科 210028

最近几年,精子dna损伤的检测在临床上的应用越来越广泛,而且,相关文献报道亦较多.然而,目前临床上和相关文献中精子dna损伤的检测方法各异,正常阈值亦有很大差异,给临床医生和一些相关科研工作者带来不少困惑.针对此,本文对精子dna损伤... 详细信息

最近几年,精子dna损伤的检测在临床上的应用越来越广泛,而且,相关文献报道亦较多.然而,目前临床上和相关文献中精子dna损伤的检测方法各异,正常阈值亦有很大差异,给临床医生和一些相关科研工作者带来不少困惑.针对此,本文对精子dna损伤检测的临床应用价值和目前面临的问题进行综述,以便读者正确看待精子dna损伤检测的临床应用.

关键词：精子dna损伤临床应用价值损伤检测科研工作者正常阈值临床医生文献

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精子dna损伤在生殖医学中的研究现状

中国计划生育学杂志 2010年第1期18卷 60-62页

作者：曾兰李运星叶飞四川省妇幼保健院产前诊断中心成都610051 成都中医药大学第二临床医学院四川省妇幼保健院生殖中心成都610051

人类精子dna是人类遗传信息的载体,对后代的种族繁衍具有重要意义.与体细胞不同,人类精子的染色体主要被鱼精蛋白包装,其dna双链紧密缠绕鱼精蛋白分子,而非围绕组蛋白形成紧密的环形结构,富含半胱氨酸的鱼精蛋白通过二硫键的交联使染色... 详细信息

人类精子dna是人类遗传信息的载体,对后代的种族繁衍具有重要意义.与体细胞不同,人类精子的染色体主要被鱼精蛋白包装,其dna双链紧密缠绕鱼精蛋白分子,而非围绕组蛋白形成紧密的环形结构,富含半胱氨酸的鱼精蛋白通过二硫键的交联使染色质进一步浓缩,从而增加了染色体的稳定性.

关键词：精子dna损伤生殖医学鱼精蛋白人类精子细胞核内 dna双链遗传信息蛋白分子

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精子dna损伤的研究进展及临床价值

中国计划生育学杂志 2008年第9期16卷 575-576页

作者：李红杨学农李文平河北医科大学第三医院检验科石家庄050051 河北医科大学第三医院泌尿外科石家庄050051

精子质量检测是诊断男性不育症的重要手段,目前进行的精液分析已不能全面评估男性生育力,且约有15%的男性不育症患者精液检查是正常的[1],因此有必要探讨新的不育评价指标,完善男性生育力的检测.

关键词：精子dna损伤临床价值男性不育症男性生育力质量检测精液分析精液检查受精能力

精子dna损伤与体外受精—胚胎移植相关性研究

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精子DNA损伤与体外受精—胚胎移植相关性研究

作者：王磊山东大学

学位级别：硕士

目的：1、精液精子密度、活力和形态是反映精液质量最重要的参数,精子DFI (dna碎片指数,dna fragmentation index)反映了精子dna完整性,是精子dna损伤的重要标志,本课题旨在探讨精子DFI与精液质量(精子密度、活力和形态)参数之间的关系... 详细信息

目的：1、精液精子密度、活力和形态是反映精液质量最重要的参数,精子DFI (dna碎片指数,dna fragmentation index)反映了精子dna完整性,是精子dna损伤的重要标志,本课题旨在探讨精子DFI与精液质量(精子密度、活力和形态)参数之间的关系。2、通过探讨IVF周期中精子DFI与卵子受精率、卵裂率、可用胚胎率、优质胚胎率之间的关系,评价精子DFI与卵子受精和胚胎发育之间的关系。3、评价精子dna损伤是否影响体外受精与胚胎移植的妊娠结局。方法：选取2010年3月～2011年12月枣庄市妇幼保健院生殖医学中心274个IVF周期,根据男方精子DFI指数将接受IVF治疗患者分为两组：A组精子DFI≥15%(78个周期),B组精子DFI精子密度、A+B级精子百分率、正常形态精子百分率。所有IVF周期均采用标准长方案,前周期月经第5天口服妈富隆,月经周期第21天采用GnRH-a降调节,达到降调标准后根据女方患者年龄、基础性激素水平、窦卵泡数以及既往治疗史选择适当剂量的FSH促排卵,并依据连续的B超检测卵泡发育及血清雌激素、孕激素、黄体生成素的测定,调整促排卵药物剂量,当至少有两个卵泡平均直径>18mm时,适时注射HCG5000-10000IU,34-36小时在B超引导下经阴道取卵,取卵日收集精液标本,采用常规IVF授精,取卵后第3天移植2-3个胚胎,并计算卵子受精率、卵裂率、可用胚胎率、优质胚胎率、临床妊娠率、流产率。采用多因素方差分析和卡方检验比较A组和B组之间的差异。结果：B组(精子DFI精子DFI≥15%),两者之间有显著性差异(P0.05),两组之间妊娠率、流产率也没有统计学差异(P>0.05)。结论：精子dna碎片指数与精液质量有密切的关系,但在IVF周期中精子dna碎片指数高并不影响卵子受精和胚胎发育,也不影响体外受精与胚胎移植的妊娠结局。

关键词：精子dna损伤 dna碎片指数体外受精-胚胎移植

精子dna损伤与常规精液参数及辅助生殖技术相关性研究

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精子DNA损伤与常规精液参数及辅助生殖技术相关性研究

作者：李娜广西医科大学

学位级别：硕士

目的:研究经密度梯度离心加上游法处理前后精子形态学改变情况,分析精子形态与精子dna损伤之间是否存在相关性,以及经处理后精子形态、精子dna损伤是否影响辅助生殖技术(ART)的结局并探讨其相关性。方法:资料来自与自2010年9月至11月在... 详细信息

目的:研究经密度梯度离心加上游法处理前后精子形态学改变情况,分析精子形态与精子dna损伤之间是否存在相关性,以及经处理后精子形态、精子dna损伤是否影响辅助生殖技术(ART)的结局并探讨其相关性。方法:资料来自与自2010年9月至11月在我中心首次行IVF助孕治疗的51对不孕夫妇,男方精液在经密度梯度离心加上游法处理前后分别进行精液常规检查,运用Diff-Quick精子形态分析法进行严格精子形态学分析。处理后的精液标本运用精子染色质扩散(SCD)法进行精子dna完整性检测,并于体外受精后第一天观察受精情况,第三天观察受精卵卵裂情况。结果:经密度梯度离心加上游法处理后正常形态精子率显著增加,其中中段畸形精子率和混合畸形精子率与处理前比较有明显下降(P精子率与精子DFI呈显著正相关,差异有统计学意义(P精子率,中段畸形精子率,尾部畸形精子率,混合畸形精子率虽与精子DFI虽呈负相关,但差异无统计学意义(P>0.05);正常形态精子率,头部畸形精子率,中段畸形精子率,尾部畸形精子率与ART结局间均无显著相关性,P值均大于0.05;精子dna断裂指数(DFI)与受精率、受精卵卵裂率、2PN卵裂率均呈显著负相关(P均0.05)。结论:经密度梯度离心加上游法处理可降低中段畸形精子率和混合畸形精子率,显著提高正常形态精子率;头部畸形精子率与精子DFI呈显著正相关;精子形态与ART结局无明显相关性;精子dna损伤影响体外受精的治疗结局,随着精子DFI水平的增加,体外受精的受精率下降,进而对受精卵卵裂及胚胎的发育产生影响,精子dna完整性可以作为精液质量的检测指标对体外受精结局进行预测。

关键词：精子形态精子dna损伤辅助生殖技术体外受精结局

精子dna损伤对体外受精—胚胎移植结局的影响

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精子DNA损伤对体外受精—胚胎移植结局的影响

作者：宋小兵郑州大学

学位级别：硕士

目的：精子dna是遗传信息的载体,精子dna碎片化指数(dna fragmentation index, DFI)是反映精子dna损伤的重要指标,本课题旨在探讨精子dna损伤对体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET)结局的影响。方... 详细信息

目的：精子dna是遗传信息的载体,精子dna碎片化指数(dna fragmentation index, DFI)是反映精子dna损伤的重要指标,本课题旨在探讨精子dna损伤对体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET)结局的影响。方法：分析2011年1月～2012年6月在郑州大学人民医院生殖医学研究所行IVF-ET治疗的336个周期的资料。(1)获卵数≥6的267个周期,根据用精子染色质扩散(SCD)实验检测的取卵日精子DFI,分为A1组(精子DFI精子DFI≥20%)85个周期,比较两组在正常受精率,卵裂率,第三天(D3)可利用胚胎率,囊胚形成率,临床妊娠率,胚胎种植率,早期流产率,活产率等方面的差异。(2)获卵数≤5的69个周期,根据用SCD实验检测的取卵日精子DFI,分为B1组(精子DFI精子DFI≥20%)24个周期,比较两组在正常受精率,卵裂率,D3可利用胚胎率,临床妊娠率,胚胎种植率等方面的差异。结果：(1)A1,A2两组在正常受精率,卵裂率,D3可利用胚胎率,临床妊娠率,胚胎种植率,早期流产率,活产率等方面的差异均无统计学意义(P>0.05);A1组囊胚形成率显著高于A2组,差异有统计学意义(P0.05);B1组临床妊娠率,胚胎种植率显著高于B2组,差异均有统计学意义(P精子dna损伤影响囊胚形成,不影响妊娠结局。(2)在获卵数较少的IVF-ET周期,精子dna损伤会对妊娠结局造成一定的负面影响。

关键词：精子dna损伤染色质扩散实验体外受精妊娠结局