精子小RNA在人类胚胎发育中的父系贡献：揭示IVF治疗新生物标志物

本研究针对全球不孕不育率上升背景下IVF成功率低的临床难题，通过分析精子携带的小RNA(sRNA)谱，发现线粒体sRNA(mitosRNA)和Y-RNA可作为精子浓度的生物标志物，特定miRNA(如hsa-let-7g)与高质量胚胎率显著相关（AUC>0.8）。研究人员对69对IVF夫妇的精子样本进行sRNA测序，首次系统揭示了不同sRNA亚型（包括miRNA、tsRNA、rsRNA）与精子质量、受精率和胚胎发育的关联，为优化IVF治疗方案提供了分子层面的新依据。

　　

在全球不孕不育问题日益严峻的背景下，辅助生殖技术尤其是体外受精(IVF)已成为重要解决方案。然而当前IVF治疗仍面临重大挑战——约70%的治疗周期未能成功，其中胚胎发育异常是主要限制因素。传统研究多聚焦于母体因素，而父系贡献特别是表观遗传因素的影响长期被忽视。精子作为遗传物质的载体，近年被发现还携带大量调控性小RNA(sRNA)，这些分子可能在受精和早期胚胎发育中发挥关键作用，但其在人类IVF中的具体功能仍属未知。

瑞典林雪平大学医院（Linkoping University Hospital）生殖医学中心的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果。研究人员招募69对接受IVF治疗的夫妇，对其精子样本进行小RNA测序分析，系统探究了不同sRNA亚型与精子参数、受精率和胚胎质量的关联。研究首次揭示精子sRNA可作为预测IVF结局的新型生物标志物，为改善胚胎选择策略提供了分子基础。

关键技术方法包括：1）前瞻性队列研究设计，收集70个IVF周期的临床数据和精子样本；2）采用miRNeasy Micro kit提取精子RNA并进行小RNA文库构建；3）Illumina NextSeq 550平台进行高通量测序；4）生物信息学分析采用R语言和DESeq2进行差异表达分析；5）临床参数评估严格遵循WHO标准和维也纳共识指南。

精子sRNA在IVF精子样本中的差异表达

通过差异表达分析发现，精子浓度高低组间存在1,203个显著差异表达的sRNA。高浓度组（>16百万/mL）上调的sRNA中72%为mitosRNA，主要来源于线粒体tRNA基因（如MT-TS1-Ser1）；而低浓度组下调的sRNA中48%为核糖核蛋白相关sRNA，特别是源自Y-RNA（RNY1/3/4）的片段。这些分子与精子运动力参数高度重叠（48%），表明它们共同反映精子质量。

受精能力与特定基因座sRNA相关

在受精率分析中，34个下调sRNA全部源自1号染色体146,035,680-770区域，这些序列在数据库中被交替注释为piRNA或tsRNA。虽然总体表达量差异未达统计学显著性（P=0.2529），但ROC曲线分析（AUC=0.5817）提示该区域可能参与受精调控，需要更大样本验证。

胚胎质量受精子miRNA显著影响

研究发现16个miRNA与高质量胚胎率（≥20%）显著相关，其中let-7家族成员（如hsa-let-7g，P=5.4×10^-9）和hsa-miR-30d（AUC=0.812）最具预测价值。基因本体分析显示这些miRNA靶基因富集于胚胎发育、细胞增殖等过程。相反，下调的rsRNA（如28S rRNA片段）与低质量胚胎显著负相关（R²=0.084，P=0.02）。

活产机会与胎儿生长可能受sRNA影响

初步数据显示某些tsRNA（如源自Arg-CCT-3-1的片段）与胎儿大小负相关，但因样本量限制（SGA仅2例）需进一步验证。差异表达的snRNA U6片段可能与活产率相关。

这项研究开创性地绘制了人类精子sRNA与IVF结局的关联图谱，具有三重重要意义：首先，确立mitosRNA和Y-RNA作为精子质量的客观分子标志物，克服传统精液分析的主观局限；其次，发现let-7g等miRNA可预测胚胎发育潜能，为单胚胎移植策略提供新依据；最后，揭示父系sRNA可能通过调控早期发育基因影响后代健康，为表观遗传跨代研究开辟新方向。这些发现将推动IVF从经验性治疗向精准医学转变，有望减少治疗周期、降低费用并提高成功率。未来研究需在更大队列中验证这些标志物，并探索其分子机制，最终实现临床转化应用。