血清 TUG1、MALAT1、miR-483 及 miR-141 表达特征及其靶标 TGF-β1 和 STAT3 在严重男性因素不育中的研究

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决男性不育诊断中侵入性检查及生物标志物不足的问题,研究人员对非梗阻性无精子症(NOA)和严重少精子症(SO)患者精浆及血清中 TUG1、MALAT1、miR-483、miR-141 及其靶标 TGF-β1、STAT3 表达进行研究,发现血清标志物组合可辅助诊断,具临床意义。

  
在生育健康领域,男性不育是困扰全球约 17.5% 成年人的重大健康问题,其中男性因素占比近 50%。传统诊断依赖精液分析、激素检测及睾丸活检等,存在侵入性强、成本高、准确性不足等局限。例如,精液参数异常未必完全反映生育力,而睾丸活检等操作不仅给患者带来痛苦,还可能引发并发症。因此,寻找微创、高效的生物标志物成为改善男性不育诊断的关键。

在此背景下,开罗大学药学院生物化学系等机构的研究人员开展了一项针对严重男性因素不育的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》。该研究聚焦于长链非编码 RNA(lncRNA)和微小 RNA(miRNA)的血清表达特征,旨在探索其作为新型生物标志物的潜力,以提升非梗阻性无精子症(NOA)和严重少精子症(SO)的诊断准确性。

研究采用病例对照横断面设计,纳入 90 名成年男性,分为 3 组:30 名健康生育男性(对照组)、30 名 SO 患者和 30 名 NOA 患者。研究的主要关键技术方法包括:通过计算机辅助精液分析评估精子参数;利用 ELISA 试剂盒检测血清总睾酮(TTST)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)等激素水平;运用 miRNeasy RNA 提取试剂盒提取精浆和血清总 RNA,结合逆转录和定量 PCR(qPCR)技术检测 TUG1、MALAT1、miR-483、miR-141 及 STAT3 的 mRNA/miRNA 表达;采用 ELISA 法测定 TGF-β1 蛋白水平;借助生物信息学工具预测 lncRNA-miRNA - 靶基因互作网络,并通过 Spearman 相关性分析、多变量逻辑回归及受试者工作特征(ROC)曲线评估标志物的诊断效能。

研究结果


研究对象基线特征与基因表达差异


  • 基线数据:NOA 患者血清 LH 水平显著高于对照组和 SO 组,FSH 水平在 NOA 和 SO 患者中均高于对照组,且 NOA 患者睾丸体积显著更小。SO 患者精子计数、 motility 显著降低,异常形态比例增加。
  • 精浆与血清基因表达:与对照组相比,NOA 和 SO 患者精浆及血清中 TUG1、miR-141 表达下调,miR-483、STAT3 表达上调;MALAT1 在 NOA 患者中上调,在 SO 患者中下调。精浆 TGF-β1 水平在 NOA 患者中高于对照组和 SO 患者,而血清 TGF-β1 无显著组间差异。NOA 患者血清 STAT3 mRNA 水平高于 SO 患者。

标志物相关性与诊断效能


  • 相关性分析:NOA 和 SO 患者中,精浆与血清的 TUG1、MALAT1、miR-483、miR-141 及 TGF-β1 水平显著正相关,但 STAT3 无显著相关性。
  • 多变量分析与 ROC 曲线:血清 TUG1 和 miR-141 与 NOA 风险相关,TUG1 和 miR-483 与 SO 风险相关。血清 TUG1/miR-141 组合诊断 NOA 的 AUC 为 0.93,TUG1/miR-483 组合诊断 SO 的 AUC 为 0.972,均优于单个标志物。此外,血清 MALAT1(AUC=0.976)和 STAT3(AUC=0.785)可有效区分 NOA 与 SO。

临床与激素相关性


  • NOA 患者:血清 miR-141 与 TTST、催乳素(PRL)、雌二醇(E2)呈负相关,miR-483 与 TGF-β1 正相关,STAT3 与 E2 正相关,TGF-β1 与睾丸体积负相关。
  • SO 患者:血清 TUG1 与 TTST、精子总 motility 正相关,MALAT1 与睾丸体积负相关,MALAT1 和 miR-141 与 E2 正相关。

研究结论与意义


本研究首次建立了基于血清的 TUG1/miR-141 和 TUG1/miR-483 预测模型,为 NOA 和 SO 提供了高灵敏度(≥90%)和特异性(≥95%)的诊断工具。血清 MALAT1 和 STAT3 可用于区分 NOA 与 SO,为疾病分层提供新依据。此外,研究揭示了 TUG1、MALAT1 等分子通过调控 TGF-β 和 JAK2/STAT3 信号通路参与 spermatogenesis 的机制,为理解男性不育的分子病理提供了新视角。这些发现不仅有助于开发微创诊断方法,还为 RNA 靶向治疗奠定了基础,有望推动男性不育精准医学的发展。未来需更大样本量验证及机制研究,以加速临床转化。

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