Nature重磅!北医三院乔杰院士团队发表克氏综合征男性不育机制研究新成果

学术   2024-11-06 17:10   江西  
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克氏综合征男性不育新突破!


克氏综合征,又称为先天性曲细精管发育不全综合征,是一种男性较为常见的性染色体异常疾病,主要特征是患者具有47,XXY的染色体组合,即比正常男性多出一条X染色体。这一异常导致了一系列的生理和发育问题,包括睾丸发育不良、男性第二性征发育不全、男性乳房发育、身材较高、四肢较长等。
此外,克氏综合征患者最常见的问题是生育能力下降,因为他们的睾丸不能正常生产足够的精子,有时甚至完全无精。

北京大学第三医院妇产科乔杰、袁鹏、闫丽盈、魏瑗团队聚焦于研究克氏综合征患者胎儿时期的生殖细胞发育过程,探索其异常发育的机制。

2024年10月30日,该团队的研究成果发表在国际顶级期刊《Nature》上,题为“How the extra X chromosome impairs the development of male fetal germ cells(额外的X染色体如何损害男性胎儿生殖细胞发育)”

北京大学第三医院乔杰教授、袁鹏副研究员、闫丽盈教授、魏瑗教授为该论文的共同通讯作者,卢永杰博士后、秦萌博士、贺麒龙博士后、花凌月博士和齐心童博士为共同第一作者。

研究结果显示,克氏综合征胎儿性腺中,额外的X染色体不会改变性腺内细胞的命运,但会导致胎儿生殖细胞(FGC)发育阻滞,其中81%的FGC处于早期阶段,远高于正常男性的15%。但其总数没有显著差异,说明此时生殖细胞尚未明显丢失,而是停滞在早期发育阶段。

研究进一步发现,克氏综合征患者FGC中基因表达紊乱,高表达多能性基因、早期FGC基因、有丝分裂基因、WNT通路基因、TGF-β通路基因,同时低表达与FGC分化相关的基因,如减数分裂基因、piRNA代谢基因和X连锁的癌/睾基因(CTX基因)等。此外,克氏综合征患者FGC中X染色体未失活,导致X连锁基因表达量增加,过度激活WNT和TGF-β通路,阻碍FGC顺利进入有丝分裂静止阶段,最终引起发育阻滞

最后,研究团队探索发现TGF-β通路抑制剂可以显著改善克氏综合征患者FGC的分化,为治疗克氏综合征患者的生殖障碍提供了重要线索。

乔杰院士,深耕生殖技术难题多年


乔杰,1964年1月2日出生于黑龙江省安达市,生殖医学专家,中国共产党党员,中国工程院院士,美国人文与科学院外籍院士 ,北京大学党委常委、常务副校长、北京大学医学部主任,中国科学技术协会第十届全国委员会副主席,全国总工会第八届女职工委员会顾问。

自1999年,乔杰接任北医三院妇产科主任后,“忙”就成了日常。最初,乔杰就选择了在当时业内刚开始认识的多囊卵巢综合征(PCOS)进行研究,而后以该课题先后拿下了国家自然科学基金青年科学基金项目和面上项目,开始了独立开展基础与临床研究工作。

其团队也曾面临科研经费紧张的问题,2003年在美国斯坦福大学进修时,她用自己的积蓄购买了5枚当时十分先进的基因芯片,用于PCOS与遗传因素的研究。幸好,2008年获得的杰青项目大大缓解了实验室经济压力,让她能放开手干。

值得一提的是,乔杰还是北医三院的第一位杰青!

2013年,单细胞测序技术的出现促使乔杰团队与汤富酬课题组紧密合作,共同探索生殖细胞发育调控机制。通过系统解析人类生殖细胞从胎儿到成人各阶段的发育特征,初步揭示了生殖细胞正常发育的调控机制。

乔杰(前排中)、汤富酬(前排左2)、闫丽盈(前排右2)、严杰(前排左1)、李蓉(前排右1)(来源:“北京大学第三医院”公众号)


1. 人类原始生殖细胞的转录组和DNA甲基化组概观  2015年,《Cell》

2.单细胞RNA测序分析绘制人类生殖细胞发育及性腺生态位互作图谱 2017年,《Cell Stem Cell》

3.单细胞RNA测序分析揭示了人类精子发生过程中的连续细胞命运转变 2018年,《Cell Stem Cell》

4. 人类卵泡发育过程转录调控及卵母细胞与颗粒细胞的相互作用 2018年,《Molecular Cell》

5. 生殖细胞和性腺体细胞的系统分析 2022年,《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》


强强联合总能发挥1+1>n的效果。

以乔杰作为第一完成人的项目——“人类生殖发育表观遗传调控机制及代际传递规律研究”曾荣获2023年度国家自然科学奖二等奖

一年一年的摸索,才有了今年的顶刊文章。乔杰团队这一系列研究不仅奠定了我国在生殖发育科技领域的国际领先地位,实现从“跟跑”转变为“领跑”,还为胚胎发育异常等疾病的病因学诊断提供了重要依据,为众多生育困难的人群带来了希望。

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