美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据显示，全球约有12%的男性受到男性不育症的困扰，如今，宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的一个研究小组发现了一种基因，它在启动和维持精子发生过程中起着关键作用。他们说，这一发现可能为未来提高精子数量的疗法打开了一扇门。
在最近发表在《发展》杂志上的一项研究中，研究人员报告说，PRAMEL1基因对精子发生的开始和维持至关重要，精子发生是产生具有运动能力的精子的过程。精子是动物成熟的雄性生殖细胞，用于使雌性卵子受精。精子通常具有致密的头部和用于游泳的长长的丝状尾巴。
“通过分析PRAMEL1失活的小鼠模型，我们发现该基因精细地调节遗传信号机制，在最初和随后的精子发生过程中发挥关键作用，”宾夕法尼亚州立大学动物基因组学教授、研究小组组长刘万生说。
刘说，在过去的40年里，男性的精子数量下降了52%。此外，在西方人口中，这种下降仍在以每年1.4%的速度持续，无精子症(缺乏可存活精子)和少精子症(精子水平低)等疾病越来越普遍。
刘指出，精子数量的下降构成了一个重大的社会和生物挑战。
“不幸的是，我们对精子发生的了解仍然有限，这使得制定减轻和解决不孕症的策略具有挑战性，”他说。“我们最近的工作集中在哺乳动物精子发生的开始和维持的分子和细胞机制上。”
研究人员将他们的工作重点放在PRAME上，这是一个多拷贝基因家族，在人类基因组中约有60个成员，在小鼠基因组中约有90个成员。PRAME蛋白主要表达于性腺组织——睾丸和卵巢。
首先在相当长的一段时间里，科学家们在破译这种功能时遇到了巨大的挑战PRAME家族的基因在生殖中的作用，由于广泛的家族规模和重叠的ex刘解释说。但在之前的研究中由杨明瑶(Mingyao Yang)领导的农业科学学院实验室(她最近在刘的实验室完成了博士培训)引入的研究人员开始了解PRAME基因的作用。
“那时我们决定看看如果我们删除这些基因会发生什么，以了解这种蛋白质在精子发生过程中的影响，”杨说，他是报告PRAMEL1作用的论文的第一作者。“在我们最近的研究突破中，我们成功地敲除了小鼠PRAME家族中的两个成员，揭示了PRAME家族在启动和维持精子发生中的作用的新见解。”
她说，总的来说，这些发现强烈表明PRAMEL1精细地调节视黄酸信号。视黄酸对于精子细胞在睾丸中的精子形成至关重要，因此这一信号在精子发生的初始和后续阶段的正确建立中起着关键作用
然而，PRAME基因在精子发生中的功能是复杂的，Yang指出，她最近成功地为她的小鼠PRAME研究的博士论文辩护。她和刘都惊讶地发现，PRAMEL1缺乏会导致幼雄性的繁殖力增加，即产生大量后代的能力，而PRAMEL1缺乏会对成年雄性产生相反的影响，导致繁殖力下降。
“因此，你可以看到同一个基因家族在与年龄相关的反应中可能具有复杂的功能，”刘说。
PRAME基因的表达对年轻和年老小鼠的影响不同，这一事实可能对人类男性不育危机有影响，刘说。
“这应该是一个一致的函数，对吧?”刘问。“我们没有预料到这些基因在年轻动物和老年动物中的功能是不同的。我们发现了一个非常棘手的部分——比我们想象的基因调控要复杂得多。这需要更多的研究来理解。”
