众所周知,泡温泉、久坐,会导致睾丸局部温度升高,睾丸是男性最重要的生殖器官,温度升高会影响睾丸的生精功能,从而导生育问题。
2022年5月26日,日本国立基础生物学研究所的研究人员在 Nature 子刊" Communications Biology "上发表了一篇题为" Temperature sensitivity of DNA double-strand break repair underpins heat-induced meiotic failure in mouse spermatogenesis "的研究论文。
该研究表明,即使睾丸温度发生轻微升温,也会导致无法产生健康的精子。具体来说,温度升高到37–38°C则严重影响减数分裂,即同源染色体分离成单倍体精子的过程,受损细胞发生细胞死亡。
通过使用动物模型提高睾丸温度,已经对精子发生的热损伤进行了许多研究,例如,手术将睾丸重新定位到腹部。然而,在这些实验中无法控制实际的睾丸温度。
在该研究中,研究人员在培养箱中完成精子发生的睾丸器官培养环境,通过在不同温度下培养小鼠睾丸,分析了完整精子发生与温度的关系。
研究发现,随着温度从30°C 上升到40°C ,精子发生在几个阶段都会失败。在34°C下,精子发生能够成功产生健康的精子。然而,在37-38°C的温度下,此过程会严重中断。
温度对小鼠减数分裂影响
具体来说,将同源染色体分离成单倍体精子(减数分裂)的过程开始出现故障,受损细胞也开始经历细胞死亡,导致不育。
不同温度下减数分裂进展和细胞凋亡
就减数分裂功能障碍而言,修复DNA双链断裂和同源染色体配对的能力在37-38°C之间发生故障,这两种能力对于正确的染色体分离是必需的。
研究人员表示,令人惊讶的是,减数分裂等基本过程在正常的身体核心温度下很容易受损。通过阴囊和检查点的综合作用,只有在低温下发育的精子才能使卵子受精,从而产生下一代。
总之,该研究显示,即使睾丸轻微升温,也会导致不育。结果将有助于更好地了解哺乳动物精子发生中温度敏感性的机制。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s42003-022-03449-y
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