《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》：Oxidative Stress-Associated Alterations in Sperm ACTL7A Expression and Function in Men With Varicocele
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背景：肌动蛋白样7A（ACTL7A）是一种睾丸特异性细胞骨架蛋白，对精子发生、顶体形成和卵母细胞激活至关重要。鉴于其在精子完整性和受精中的关键作用，ACTL7A蛋白可能特别容易受到与精索静脉曲张相关的氧化和热应激的影响。本研究旨在评估不育男性精索静脉曲张精子中
背景：肌动蛋白样7A（ACTL7A）是一种睾丸特异性细胞骨架蛋白，对精子发生、顶体形成和卵母细胞激活至关重要。鉴于其在精子完整性和受精中的关键作用，ACTL7A蛋白可能特别容易受到与精索静脉曲张相关的氧化和热应激的影响。本研究旨在评估不育男性精索静脉曲张精子中ACTL7A基因和蛋白的表达。方法：来自不育男性精索静脉曲张组（n=35）和生育对照组（n=35）的精液样本评估了标准精子参数（WHO 2021）、氧化还原状态（2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯[DCFH-DA]和BODIPY探针）、染色质包装（色霉素A3[CMA3]和苯胺蓝染色）、DNA完整性（精子染色质结构测定[SCSA]）、ACTL7A基因和蛋白表达（定量实时PCR和Western blotting）。结果：与生育对照组相比，精索静脉曲张组表现出显著较低的精子质量、升高的氧化应激、增加的脂质过氧化以及更高的染色质不成熟和DNA碎片化（p<0.01）。值得注意的是，ACTL7A基因和ACTL7A蛋白表达水平显著降低（p<0.05），ACTL7A基因与染色质包装缺陷标志物（包括鱼精蛋白缺乏和残余组蛋白）之间观察到负相关（p<0.05）。结论：精索静脉曲张男性精子中ACTL7A基因表达和ACTL7A蛋白显著降低，可能导致染色质重塑缺陷和异常精子头部形成。本研究首次将精索静脉曲张相关的氧化应激与ACTL7A联系起来，提示其作为睾丸功能障碍生物标志物的潜力。未来研究应探讨抗氧化治疗、精索静脉曲张切除术或精索静脉曲张严重程度和持续时间等干预措施是否能改善精子质量和生殖结局。
精索静脉曲张（varicocele）是男性不育的常见病因，其通过慢性睾丸高温和氧化应激（oxidative stress）破坏精子发生，导致精子质量下降、染色质损伤和受精失败。肌动蛋白样7A（ACTL7A）是一种睾丸特异性细胞骨架蛋白，定位于核周鞘（perinuclear theca）和顶体复合体（acroplaxome），参与精子头形成、顶体锚定、染色质重塑及卵母细胞激活。先前研究证实ACTL7A突变或缺失可导致精子形态异常、顶体脱落和受精障碍，但精索静脉曲张中ACTL7A的表达变化及其与氧化应激的关系尚未明确。因此，研究人员开展本研究，旨在评估精索静脉曲张不育男性精子中ACTL7A基因和蛋白的表达水平，并探讨其与氧化应激、染色质包装缺陷及DNA损伤的关联。研究结果发表于《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》。
研究人员采用35例精索静脉曲张不育男性和35例生育对照的精液样本，所有样本均来自Pooyesh Fertility Center，并经Royan Institute伦理委员会批准。关键方法包括：标准精子参数分析（依据WHO 2021指南）；氧化应激水平评估（DCFH-DA流式细胞术检测活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平，BODIPY探针检测脂质过氧化）；染色质包装状态评估（CMA3荧光染色检测鱼精蛋白缺乏，苯胺蓝染色检测残余组蛋白）；DNA完整性检测（精子染色质结构测定（SCSA）计算DNA碎片化指数（DFI%））；ACTL7A基因表达（定量实时PCR（qPCR），内参GAPDH）和蛋白表达（Western blotting，内参GAPDH）。
研究结果如下：
精子参数比较：与生育对照组相比，精索静脉曲张组精子体积、浓度、总数、活力、前向运动率和存活率均显著降低（p≤0.001），异常形态比例显著升高（p<0.05）。
氧化应激与脂质过氧化：通过DCFH-DA探针检测发现，精索静脉曲张组精子ROS水平显著升高（p<0.01）；通过BODIPY探针检测显示，脂质过氧化比例也显著增加（p<0.01）。
染色质包装与DNA完整性：CMA3染色显示精索静脉曲张组鱼精蛋白缺乏比例显著升高（p<0.01）；苯胺蓝染色显示残余组蛋白比例显著升高（p<0.01）；SCSA分析显示DNA碎片化指数（DFI%）显著升高（p<0.01），表明染色质包装缺陷和DNA损伤加剧。
ACTL7A表达水平：qPCR分析显示，精索静脉曲张组ACTL7A mRNA相对表达量显著低于生育对照组（p<0.05）；Western blotting分析进一步证实ACTL7A蛋白表达水平显著降低（p<0.05）。
相关性分析：Pearson相关性分析显示，ACTL7A mRNA表达水平与鱼精蛋白缺乏（r=-0.26，p=0.02）和残余组蛋白（r=-0.25，p=0.04）呈显著负相关，但与精子参数、ROS、脂质过氧化及DNA碎片化无显著相关性。
讨论部分总结：研究人员指出，ACTL7A在精索静脉曲张精子中的显著降低与氧化应激和染色质缺陷密切相关，这与既往动物模型中ACTL7A缺失导致顶体异常、精子头畸形和自噬通路失调（PI3K/AKT/mTOR）的表型一致。ACTL7A减少可能通过破坏核周鞘结构和染色质重塑，加剧鱼精蛋白-组蛋白交换异常和DNA损伤。此外，ACTL7A作为精子源性卵母细胞激活因子（SOAF）的组成部分，其降低可能增加辅助生殖技术（ART）中卵母细胞激活缺陷（OAD）的风险。研究还提及ACTL7A与其他肌动蛋白样蛋白（如ACTRT1、SPACA1）的协同作用，以及跨物种保守性。局限性包括样本量较小、未进行免疫荧光定位及下游信号通路分析。
结论：研究人员的研究结果显示，精索静脉曲张男性精子中ACTL7A表达显著降低，可能导致染色质重塑缺陷和异常精子头部形成。本研究首次将精索静脉曲张相关的氧化应激与ACTL7A联系起来，整合了男性不育的分子、结构和功能方面。ACTL7A可能作为睾丸功能障碍的生物标志物，未来研究应探讨抗氧化治疗、精索静脉曲张切除术或精索静脉曲张严重程度和持续时间等干预措施是否影响精子质量和生殖结局。
