Cell：新发现！在人类精子细胞中识别出诱发后代儿童疾病发生的特殊突变！

2021年8月17日 讯 /生物谷BIOON/ --在发育、生活和衰老过程中，所有人类细胞都会积累突变，导致所谓的镶嵌现象（mosaicism）出现，即同一个人机体不同的细胞中含有不同的DNA序列或遗传组成。镶嵌现象发生在每个人身上，但在大多数情况下我们是察觉不到的；然而如果异常细胞开始超过机体的正常细胞，就可能会导致疾病发生。当镶嵌现象发生在人类精子或卵子细胞中时，突变就会影响携带突变的男性或女性，进而影响到其后代的健康。

图片来源：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00883-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421008837%3Fshowall%3Dtrue

近日，一篇发表在国际杂志Cell上题为“Developmental and temporal characteristics of clonal sperm mosaicism”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究描述了一种新方法来观察并对这些突变进行计算，同时研究者还能利用这些数据来预测这些突变对未来儿童的健康所产生的影响。值得注意的是，研究者报告说，每15个男性中就有1人机体精子中携带有这种突变，从而对后代健康产生不利影响。

此前研究结果表明，老年男性的子女往往患特定疾病的风险较高，比如自闭症谱系障碍（ASD）和某些出生缺陷；在这篇研究报告中，研究人员比较了老年男性和年轻男性机体的精子，来确定突变的差异。结果发现，所检测到的突变在数量上并没有差异，这就表明，这些突变或会在后代机体中产生一种稳定的疾病风险；而且与年龄相关的突变似乎最有可能出现在单一精子细胞中，这些突变往往出现在目前的检测水平以下。研究者Joseph Gleeson说道，早期研究结果告诉我们，精子的突变往往是诱发某些疾病的原因，比如自闭症和癫痫症等，但对于没有疾病家族史的男性而影响，我们却并不清楚。

这篇研究报告中，研究人员对多个样本的精子进行了多遍全基因组测序，并利用最先进的机器学习工具来寻找仅在一小部分细胞中出现的突变。结果发现，男性的每次射精（精子细胞）都会表现出平均30个突变，几乎所有这些结果都是在6-12个月的连续采样中发现的，而且大多数突变在其唾液和血液样本中都并不存在；这些研究结果表明，这些突变或许仅限于精子细胞中，这就验证了研究人员的检测手段。

无性系精子镶嵌现象的发育和时间特征。

图片来源：Xiaoxu Yang，et al. Cell (2021). DOI:10.1016/j.cell.2021.07.024

研究者Martin Breuss说道，让我们惊讶的是，老年男性和年轻男性之间的比较结果发现其二者之间的突变差异较小，这或许就告诉我们，这些突变可能是在某个人的父亲还处于胚胎的时候就已经产生了，在那时这些突变可能就已经开始驻留，且到该名男性生育后代时才被检测出来。精子细胞在干细胞生境中能得到很好的保护，其能很好地维持干细胞的群落以及对每次射精的相对贡献。

研究者认为，这些突变或许会对男性健康产生巨大的负担，其可能会导致15%的ASD病例、先天性心脏病和严重的儿科疾病；但他们希望通过识别出有风险的男性，未来可以避免相应病例或疾病的产生。未来研究人员将会重点确定老年男性机体精子出现突变的原因，以及可能解释这种突变增加的环境暴露原因；目前研究人员正在招募因新生突变而患病的儿童以及家庭成员，同时其父亲也可以捐献精子样本来检测这些突变出现的证据。同时研究人员也在于生育门诊合作来评估这些镶嵌突变是否会传递给胚胎，旨在预防后代儿童疾病的风险。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Xiaoxu Yang，Martin W. Breuss，Xin Xu, et al. Developmental and temporal characteristics of clonal sperm mosaicism, Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.07.024