3 月 27 日,Science?子刊?Science Translational Medicine?發(fā)表了來自復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院王磊、桑慶團(tuán)隊(duì),聯(lián)合上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院生殖中心匡延平團(tuán)隊(duì)的最新研究成果“A Pannexin 1 Channelopathy Causes Human Oocyte Death”。

該研究首先發(fā)現(xiàn)了一種此前從未被報(bào)道過的,導(dǎo)致女性不孕及試管嬰兒反復(fù)失敗的全新臨床表型,某些患者卵子取出體外放置一段時(shí)間或受精后一段時(shí)間,出現(xiàn)退化凋亡的現(xiàn)象,將其命名為“卵子死亡”。

復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)命名人類新遺傳病:卵子死亡-肽度TIMEDOO

(來源:Science)

研究團(tuán)隊(duì)在四個(gè)獨(dú)立家系中,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞連接蛋白家族成員 PANX1 存在不同的突變, 通過細(xì)胞水平、爪蟾卵子、鼠模型等多個(gè)角度深入揭示了致病機(jī)制:突變通過影響蛋白糖基化、激活通道、加速 ATP 釋放,致表型出現(xiàn),從而證明了卵子死亡是一種全新的孟德爾顯性遺傳病及糖基化疾病,也是 PANX 家族成員異常的首個(gè)離子通道疾病。

研究論文通訊作者、復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院王磊教授在接受 DeepTech 采訪時(shí)表示,這種新疾病的發(fā)現(xiàn),有助于對臨床患者更加精確的分類及診斷。

細(xì)胞之間的連接與交流是生物有機(jī)體維持正常生理功能的必要環(huán)節(jié)。Connexin 與 Pannexin 家族是形成細(xì)胞之間連接的重要離子通道,它們控制的信號通路在細(xì)胞正常生理作用中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。Pannnexin(PANX)家族由三個(gè)成員 PANX1,2,3 組成。迄今尚未發(fā)現(xiàn)任何疾病由此三個(gè)成員突變導(dǎo)致。

PANX1 在 2003 年被克隆, 隨后的十余年間,大量研究報(bào)道其與炎癥、感染、局部缺血等生理病理學(xué)過程有關(guān),但是,未有 PANX1 突變引起人類疾病的報(bào)道。PANX1 敲除鼠可育,也不存在其他器官的明顯異常。這些證據(jù)似乎又表明 PANX1 并不重要。

研究論文第一作者、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院輔助生殖科主任匡延平表示,團(tuán)隊(duì)一直在關(guān)注生殖系統(tǒng)疾病的遺傳機(jī)制研究,如罕見的內(nèi)分泌異常、卵子成熟障礙、卵子畸形、受精失敗和異常受精、不卵裂、胚胎質(zhì)量差、反復(fù)胚胎著床失敗等等疑難問題,這類病人的群體很大,研究其原因并尋找解決方案,會(huì)提高生殖醫(yī)學(xué)的診治效率。

復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)命名人類新遺傳?。郝炎铀劳?肽度TIMEDOO

圖 | 人類卵細(xì)胞(來源:Kateryna Kon/science Photo Library)

在這項(xiàng)研究中,研究人員證明 PANX1 基因突變會(huì)改變 PANX1 的糖基化模式,引起 PANX1 通道異常激活,加速了卵子內(nèi)部 ATP 釋放,導(dǎo)致疾病出現(xiàn)。有趣的是,四個(gè) PANX1 點(diǎn)突變鼠的生育力均正常且無明顯表型。隨后研究人員發(fā)現(xiàn) PANX1 在人卵中的表達(dá)顯著高于鼠卵,推測這可能是突變鼠無表型的原因。

之后,研究人員進(jìn)一步制作了在卵子特異表達(dá)的野生型及突變型 PANX1 過表達(dá)鼠模型。點(diǎn)突變鼠模型表現(xiàn)為不孕,且準(zhǔn)確模擬出了卵子死亡的表型。

匡延平表示,這項(xiàng)研究讓科學(xué)界對 PANX1 基因的重要性有了新的認(rèn)識,并且揭示了卵子死亡的病因、發(fā)病機(jī)制,對于這一疾病的診斷非常重要。相信該疾病的多種臨床表型會(huì)被發(fā)現(xiàn),而分子診斷是這一切的基礎(chǔ)。

本研究論文的共同通訊作者、復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院桑慶副研究員表示,“卵子死亡”這一新表型的發(fā)現(xiàn),說明人類生殖早期特別是卵子發(fā)育過程中隱藏著一些前所未知的新機(jī)制,該發(fā)現(xiàn)一方面可以用于此類疾病的遺傳診斷,另一方面可以根據(jù)致病機(jī)制,進(jìn)行相應(yīng)的干預(yù)措施。接下來,研究團(tuán)隊(duì)將利用已經(jīng)構(gòu)建好的“卵子死亡”小鼠模型,探索有效的治療方案,為將來這類患者的臨床治療奠定基礎(chǔ)。

來源:麻省理工中文科技