《PNAS》：香港中大陈小章发现男性不育基因突变

　　

生物通综合：中新网消息，香港中通社日前报道说香港中文大学研究人员在精子里发现一个上皮细胞离子通道可能影响男性生育能力。他们之前的研究证明，同样的离子通道在女性生殖道中如果发生功能缺陷，就会导致女性不育。这项新的研究结果已发表在《PNAS》的网络版上。

 

精子必须经过一个启动的过程才能使卵子受精，这过程称为精子获能。已经知道这个精子获能过程是由碳酸氢盐诱发的。

 

由陈小章教授领导的香港中文大学上皮细胞生物学研究中心的研究人员，与浙江医学科学院合作，证实囊性纤维化跨膜电导调节器(CFTR)负责输送碳酸氢根进入精子，对精子授精能力及男性生育能力非常重要。

 

囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)是一种重要的氯离子通道，突变易引起囊性纤维化病变，故得名。CFTR是一个阴离子通道，因为氯离子和碳酸氢根(HCO3-)分泌缺陷，引发一系列器官病征。

 

百分之九十五患上囊性纤维化的男性病人，因先天性无输精管而不育，但囊性纤维化跨膜电导调节器基因突变会否导致其它类型的男性不育，仍有争议。研究人员首次在人类和老鼠的精子发现CFTR。CFTR抑制剂或抗体能有效减低精子获能，及相关的碳酸氢根依赖反应；研究人员又证实CFTR突变老鼠，其精子授精能力大大比野生型老鼠为低。  

　　研究结果显示，精子的CFTR功能为碳酸氢根的传输，促使精子获能；而CFTR基因突变引致功能失效，会降低精子授精能力，这是先天性无输精管以外另一导致男性不育的可能因素。  

　　研究同时显示，CFTR缺陷可以对男性不育造成不同程度的影响，目前已知的与CFTR相关的基因突变逾二千种，研究结果可能为许多未明原因的男性不育个案提供新的解释，并提供诊断的新靶子。

 

陈小章博士，1988年美国伊里诺斯大学医学院生物物理学专业博士毕业，后在美国芝加哥大学医学院做博士后，1993年至今在香港中文大学医学院从事上皮细胞生物学研究，其论文、论著总数逾140篇，主要论文发表在国际刊物包括最权威的《Science》（两篇）、《Nature Cell Biology》（两篇）,《Lancet》。多次应邀在国际学术大会及专题会议上作报告，组织和主持专题国际会议。

陈小章简历

 

 学历

 1983   生物工程学士     美国伊里诺斯大学

 1988   生物物理博士     美国伊里诺斯大学

 1992   博士后           芝加哥大学

 

工作经验

  1997－现在      客座教授

（第四军医大学、暨南大学、上海计划生育研究所、军事医学科学院、南京医科大学、郑州大学、中科院上海生命科学研究院）

  1999－现在   上皮细胞生物学研究中心主任

  1993－现在 香港中文大学医学院生理系助理教授、副教授、教授

  1989－1992      芝加哥大学医学院博士后

  1988－1989      美国伊里诺斯大学医学院博士后

  1985－1988      美国伊里诺斯大学医学院助研

  1984－1988      美国伊里诺斯大学电机计算机工程系助研

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荣  誉

  1988－1989     美国健康研究院放射肿瘤学培训奖学金

  1989－1992     美国囊性纤维变性基金会博士后奖学金
  1994           国际生殖技术及男性学奖
  1995           中国第二届青年科学家学术会议正式代表
  1996           美国实验生物学96年会LOSARTAN奖
  1997           国家自然科学奖四等奖

  2000          获杰出青年（香港）基金（国家自然科学
                 基金委员会）

主要学术任职及活动

  《生殖与发育生物学》编委

  《生理学报》 编委

  《日本生理学杂志》编委国际顾问

  《Cell Biology International》编委

  《Cancer Biology International》编委

  美国生殖生物学会成员理事会理事 (1998-99)

  中国生殖生物学会理事

  香港生物物理学会理事

  世界卫生组织WHO、英国Welcome Trust及德国囊性纤维变性
  基金会课题评审员

主要科研工作经验

    主持和参加多项研究课题，包括来自美国人口顾问局、美国洛氏基金会的CONRAD项目、香港研究资助局、香港工业署和国家自然科学基金委的资助共达二千多万港元。 

主要学术成绩、创新点及其科学意义 

1． 参与早期使用膜片钳技术研究正常与疾病上皮细胞不同离子通道的调控，阐述囊性纤维变性（CF）的病理机制和可能的替代分泌途径。对当时刚发现的CF基因产物（CFTR）进行功能性研究，对CF的病理基础研究及治疗的开发有促进作用（论文发表在American Journal of Physiology, Journal of Biological Chemistry 等）。

2．发现离子通道受Annexin IV 调控的新机制 (Journal of Biological Chemistry, 1994)。 Annexins 是一组新发现的钙依赖蛋白，但其成员的生物学活性各异或尚未阐述。该发现首次直接显示Annexin IV在上皮细胞的功能。

3．首度在呼吸道上皮细胞发现细胞容积收缩激活的阳离子通道（《Science》 1992）。容积调控是所有细胞都必须具备的用以适应周边环境变化的基本功能， 但人们对于细胞在高渗压引起的容积收缩后作出的容积调整的机制尚未清楚，尤其对离子通道的参与未能定论。该发现首次肯定了离子通道对细胞容积（收缩）的调控作用。

4．对附睾阴离子的分泌调控机制作了系统和深入的研究，从一个全新的角度去研究男性生殖生物学。阐明了附睾上皮细胞的各类阴离子通道的调控及几个层次的信号转导机制并提出了新观点，对进一步阐述附睾功能及其对精子成熟的作用提供了新的理论和实验基础，对治疗男性不育和发展男性避孕都可能有重要的指导意义。因此，获第八次国家自然科学奖。

5．建立研究精子离子通道的表达系统，首先报导和鉴定用生精细胞RNA表达的离子通道及相关受体参与的调控，解释了该通道在精子功能（如精子运动、精子激活）中的作用（FEBS Letters 1998 等）。

6．开拓对子宫内膜离子转运及其调控的研究。建立重组子宫内膜上皮细胞模型，结合电生理和分子生物学、细胞生物学去研究神经激素及旁分泌对子宫内环境的调控（Journal of Physiology 等）。这些研究为进一步探究着床窗口的形成、寻找新的着床分子标记及抗着床靶点奠定了基础。目前世界上同类研究的报导仍不多见。

7．推动和发展我国的上皮细胞生物学研究，创建和主持我国第一个上皮细胞生物学研究中心；策划、组织和主持首届京港生命科学前沿研讨会并将上皮细胞生物学第一次纳入为在我国举行的重要研讨会的主题；组织编写国内外第一部《外分泌生理学》（科学出版社，获中科院出版基金）。

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