线粒体DNA异常致男性不育

线粒体DNA(mtDNA)是线粒体中的遗传物质,呈双链环状,一个线粒体中可有1个或几个DNA分子。精子mtDNA和体细胞mtDNA结构一样,但数量在精子发生过程中逐渐减少。哺乳动物单个精子中含有约75个线粒体,成熟精子每个线粒体中只有1个mtDNA分子。在整个精子发生过程中,生精细胞内每个线粒体中mtDNA拷贝数由原来的2~5个减少到1个。mtDNA编码13种蛋白质,22种tRNA和2种rRNA。这13种蛋白质都是呼吸链酶复合物的亚单位,与细胞核DNA编码生成的多肽一起参与氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)。细胞通过OXPHOS产生的三磷腺苷(adenosine triphosphate,ATP)占细胞生命活动所需能量的90%以上,因此mtDNA对维持细胞的正常功能起重要作用。精子mtDNA缺失将导致相应编码蛋白的缺失,使OXPHOs发生障碍,精子运动能力相应降低。有研究发现,弱精子症和少精子症患者mtDNA缺失比正常人高,原发性不育患者mtDNA缺失率比继发性不育高。

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