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端粒与生育健康

 

 

端粒、端粒酶在个体发育中的情况

 

在个体从受精卵到发育成熟过程中,端粒酶活性和端粒长度是动态变化的。在配子发育形成过程中,精子和卵子中端粒酶表达活跃,以维持足够长的端粒让配子能发育成熟。精子和卵子结合后,在胚胎发育的很早期阶段,端粒酶活性表达一度降低,端粒亦逐渐缩短。但是进入桑葚胚和囊胚阶段后,端粒酶表达重新活跃,端粒再度变长,以适应胚胎各个细胞的快速分裂分化和增殖的需求。胎儿出生后,普通体细胞中端粒酶表达再度沉默,端粒长度缩短,而端粒酶在精子中活跃表达,以保证精子有足够长的端粒长度,以传给后代。普通体细胞端粒长度(5-10kb)比精子的端粒长度(10-20kb)短。有研究报导精子的端粒长度会随着男性年龄[C1]的增长而变长(57bp/year)。

 

怀孕后期,在正确的时间点胎膜组织开始端粒酶表达沉默和发生端粒缩短,是为了让胎膜组织衰老,为正常的分娩的来临做好生理准备。如果端粒表达沉默提前了,那么将可能导致胎膜提早剥离,造成早产和死胎等不良妊娠结局,在类似的不良妊娠结局个体的胎盘组织或者脐带血细胞中检测到较短的端粒。此外胎盘组织的端粒酶表达和端粒长度,还与孕期的宫内发育迟缓、先兆子痫、妊娠糖尿病等有关。

 

Reference:Understanding the Role of Telomere Dynamics in Normal and DysfunctionalHuman Reproduction. Reproductive Sciences, 2018,1-12.

 

 

 

 

 

 

 

端粒与精子质量

 

精子端粒长度可能作为衡量精子质量的一个新指标,现有研究一致认为精子端粒长度与男性不育有关系。端粒的稳定性对精子的活性有影响,可能成为评价特发性不育的一个重要的biomarker,精子中的端粒过短,可以影响受精卵即后续的胚胎发育,造成胚胎发育迟缓或者流产。精子中正常的端粒结构对于DNA的修复和DNA的稳定有重要的意义,端粒结构或者端粒相关结合蛋白等异常,可以影响DNA,从而影响精子。在一些不育的男性中,检测出端粒相关蛋白hTERT和TEP1基因突变,造成端粒长度或端粒结构异常。

 

 

 

精子端粒长度、精液质量参数与辅助生殖技术

 

与质量参数不合格的精液样本相比,质量合格的精液样本具有更长的端粒长度,且端粒长度与个体的精子的数量、移动性和活性呈正比。精子数量过少,可能因为很多精子中端粒过短从而进入凋亡。

 

Reference:Understanding the Role of Telomere Dynamics in Normal and DysfunctionalHuman Reproduction. Reproductive Sciences, 2018,1-12.

 

当然关于端粒长度与精子质量的关系,有观点认为端粒短是造成精子质量低的原因,但也有观点认为是:质量低的精子因为存在其它一些不良因素例如氧化损伤等造成了精子中端粒缩短,短端粒只是一个伴随现象。但是不论是哪一种情况,精子中端粒长度和结构与精子质量存在关系是肯定的。在关于不育个体的端粒分析中发现,精子端粒过短或过长的个体,都会不育。

 

不同个体之间精子、甚至同一个体不同精子之间端粒长度存在差异,理论上选择端粒更长的精子,来指导进行人工授精,进行辅助生殖,可以提高受孕的成功率,及防止把端粒很短的精子进行授精,传给后代,从而影响后代健康,因为太短的端粒可能是造成新生儿基因缺陷的危险因素。

 

 

 

 

端粒与女性生殖

 

胎盘发育过程中,端粒酶的过早沉默表达与过短端粒与习惯性流产有关。另外年龄大的女性生育,发生非整倍体染色体异常(例如21三联体综合征-唐氏综合征)的风险增大,可能与端粒过短造成染色体不稳定有关。

 

随着年龄的增长,女性将逐渐丧失卵巢生成卵细胞的能力,从而丧失生育能力,卵巢细胞中端粒的长度,一定程度决定了女性的可生育年龄(reproductive life span)。卵泡细胞或者黄体化颗粒细胞中端粒的长度,也与IVF(体外受孕)的成功率有关。

 

Reference:Understanding the Role of Telomere Dynamics in Normal and DysfunctionalHuman Reproduction. Reproductive Sciences, 2018,1-12.

 

  

      

 

 

 

父母辈的端粒与子代端粒关系


父母辈端粒的长度,很大程度决定了子代的端粒长度,而且来自精子的影响比来自卵子的影响要大。此外在胚胎发育的较早阶段,会存在一个“fetal programming of telomeres”的过程,很多环境因素例如母亲压力、吸烟和营养不良等可以造成这个阶段端粒的延长受影响,造成后代的端粒长度减短。  

参考文献:1. Understanding the Role of Telomere Dynamics in Normal andDysfunctionalHuman Reproduction. Reproductive Sciences, 2018,1-12.