MSY组合分子特征与Y染色体连锁生精障碍的相关性研究

生精障碍是一类多基因的复杂遗传病，Y染色体男性特异性区域（MSY）集中了11个精子生成相关的基因（家族），该区域高发的结构突变很可能引起Y染色体连锁生精障碍。本课题组前期利用MSY区域18个多态位点分型，将Y染色体分为15种单倍组，通过比较不同生精表型群体Y单倍组分布特点，首次证实生精障碍的易感性/严重程度与Y染色体遗传背景存在着密切的关系，为深入研究Y染色体连锁生精障碍的分子遗传基础提供了新的线索。该课题拟进一步以不同生精表型为研究对象，采用荧光定量PCR技术对MSY区域内重要的生精相关基因家族TSPY、RBMY1与DAZ基因拷贝数进行分析，将Y染色体生殖遗传背景具体化为Y染色体单倍组、3个基因家族基因剂量单倍型与MSY缺失共同构成的Y染色体MSY组合分子特征，以探讨其与Y连锁生精障碍的相关性。该研究将有助于推动男性不育的病因诊断与治疗。

Y染色体具有高突变率的特点，因此一直是男性不育遗传病因研究的主要对象。Y染色体的高突变率主要源于该染色体上存在着3个结构高变区，其中坐落于Y染色体男性特异性区域（MSY）的高变区AZF与DYZ5位点中存在着DAZ、RBMY1及TSPY1等重要的生精相关基因家族。本课题旨在研究DAZ、RBMY及TSPY1基因拷贝数变异（CNV）的特点及Y染色体多位点组合分子特征对精子发生及生精障碍的影响。该研究首先①对AZFc部分缺失男性DAZ基因两个常染色体祖基因DAZL与BOULE共15个变异位点进行了分析，结果提示DAZL与BOULE基因的变异对AZFc部分缺失生精表型无显著影响，这为着重分析Y染色体结构突变对生精障碍的影响提供了进一步的依据；②在对AZFc结构突变的研究中，我们证实了7种AZFc结构重排类型与5种DAZ-CDY1-BPY2拷贝数缺失突变单倍型，其中单纯的gr/gr缺失重排类型与DAZ1/DAZ2+CDY1a or CDY1b的缺失单倍型显著更常见于生精障碍患者。结合Y染色体单倍组分层研究，Y单倍组C与DE男性发生上述缺失表现出显著的生精障碍风险。同时，我们首次证实了Y单倍组Q1男性DAZ3/DAZ4+CDY1b的缺失与生精障碍的发生无关；③针对TSPY1生精效应的研究，发现正常生精男性的TSPY1拷贝数与精子密度/精子总数呈显著正相关，提示TSPY1拷贝数变异是影响生精效率的重要因素之一；TSPY1拷贝数低于21或高于54的男性罹患生精障碍的风险较之其他男性提高了约1倍。过高或过低TSPY1拷贝数男性的精子产量显著低于拷贝数居于21~54之间的男性，提示极端的拷贝数显著增加了个体发生生精障碍的风险；在gr/gr缺失携带者中分析TSPY1拷贝数变异的生精效应，结果提示极端的TSPY1拷贝数可以进一步削弱gr/gr缺失携带者的生精能力。这些发现提示：TSPY1拷贝数变异是一个独立的能显著影响生精效率的重要遗传因素；提示极端的TSPY1拷贝数（≤20或≥55）是生精障碍的高风险因子；证实由Y染色体单倍组-TSPY1-DAZ拷贝数变异构成的MSY组成分子特征能更准确地反映Y连锁生精障碍的发生风险。我们在MSY区域的深度研究，展现了一个较为全面的生精障碍相关的Y染色体结构突变谱，深化了我们对生精障碍Y连锁病因的认识，对生精障碍的病因诊断及治疗具有重要的理论与临床意义。