TEX38基因缺失通过破坏ADAM3成熟导致精子形态发生异常和输卵管迁移障碍

本研究针对男性不育症中精子发生和成熟的分子机制展开，通过构建Tex38基因敲除小鼠模型，首次揭示TEX38通过调控ADAM3成熟相关分子伴侣（CALR3/CLGN/PDILT）影响精子颈部结构形成、线粒体鞘组装和能量代谢，并发现其互作蛋白ARRDC5共同参与精子-透明带结合及输卵管迁移过程。该研究为寡弱畸精子症（OAT）的诊断和治疗提供了新靶点。

　　

全球约15%的夫妇面临不孕不育问题，其中男性因素占比近半。过去45年间，人类精子浓度以惊人的62.3%幅度下降，凸显男性生育力危机的严峻性。精子发生（spermatogenesis）是涉及精原细胞有丝分裂、精母细胞减数分裂和精子形成（spermiogenesis）的精密过程，任何环节异常都可能导致无精症、少精症、弱精症或畸精症。尽管已发现2300多个与精子发生相关的基因，但多数男性不育病例的分子机制仍不明确。

中国科学院动物研究所（Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences）的研究团队在《Communications Biology》发表的研究，聚焦睾丸特异性表达基因TEX38（又称THEG4）。该基因在非梗阻性无精症（iNOA）患者中显著下调，但其在精子发生中的功能尚未阐明。研究人员通过CRISPR/Cas9构建Tex38敲除（KO）小鼠，结合蛋白质组学、免疫共沉淀-质谱联用（IP-MS）和辅助生殖技术，系统解析了TEX38在精子形态发生和功能调控中的分子机制。

关键技术包括：1）构建Tex38^-/-和Arrdc5^-/-双基因敲除小鼠模型；2）采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察精子超微结构；3）通过标记自由定量蛋白质组学分析睾丸、附睾和精子的差异表达蛋白（DEPs）；4）利用子宫-输卵管连接处（UTJ）解剖实验评估精子迁移能力；5）采用卵胞浆内单精子注射（ICSI）验证受精潜能。

Tex38是进化保守的睾丸富集基因

系统发育分析显示TEX38在羊膜动物中高度保守，人与小鼠序列相似度达70.47%-95.15%。RT-PCR和Western blot证实其特异性表达于睾丸圆形精子细胞阶段（图1A-D）。亚细胞定位显示TEX38定位于内质网（ER）和高尔基体（图S2C），提示其参与蛋白质加工。

Tex38缺失导致雄性不育

敲除小鼠睾丸形态正常，但22.2%个体出现附睾肿大（图1L-P）。交配实验证实Tex38^-/-雄性完全不育，而雌性生育力未受影响（图1H-I）。精液分析显示敲除鼠表现为典型的寡弱畸精子症（OAT）：精子数量减少54%，活动力下降76%，且62%精子呈现颈部弯曲畸形（图2B-F）。

精子形态异常的动态演变

有趣的是，睾丸释放的精子仅3.2%存在多头/多尾畸形，但附睾转运过程中颈部弯曲精子比例从 caput段的22.9%递增至cauda段的62%（图4C）。附睾管结扎实验证明这种畸形与精子在异常附睾微环境中的滞留时间正相关（图4F-G），提示TEX38缺失导致附睾功能紊乱。

精子功能的多重缺陷

Tex38^-/-精子呈现顶体反应（AR）异常（图5B）、透明带（ZP）结合障碍（图5C）和ATP产量降低（图5D）。蛋白质组学发现精子中ADAM3及其成熟相关伴侣蛋白（CALR3/CLGN/PDILT）表达显著改变（图6D），而附睾分泌的ZP结合蛋白（ARSA/GLIPR1L）也明显下调。

ARRDC5-TEX38互作网络的发现

IP-MS鉴定出ARRDC5是TEX38的新型互作蛋白（图7B），两者共同结合内质网伴侣CLGN和PDILT（图8E-F）。Arrdc5^-/-小鼠表现出与Tex38^-/-相似的生育缺陷，包括ADAM3成熟障碍和UTJ迁移失败（图9C）。

临床转化价值

通过ICSI成功获得Tex38^-/-小鼠健康后代（图10C-D），为相关男性不育的临床干预提供希望。研究首次阐明TEX38-ARRDC5复合物通过调控ADAM3成熟影响精子结构和功能的分子机制（图10E），为男性避孕靶点开发和OAT诊断标志物筛选提供理论依据。

该研究创新性地将精子发生缺陷与附睾功能障碍相联系，揭示睾丸-附睾协同调控精子成熟的新范式。未来需进一步探索TEX38在人类不育患者中的突变谱及其与ADAM3成熟障碍的临床相关性。