近日，国际著名期刊美国科学院院报（PNAS）在线发表了美国内华达大学医学院闫威教授实验室和我院组织胚胎学和遗传发育学系、上海市生殖医学重点实验室的徐晨/伍静文团队等合作开展的关于非编码小RNA(miR-34/449)精子发生影响的最新发现，论文题为“Motile cilia of the male reproductive system require miR-34/miR-449 for development and function to generate luminal turbulence”。该论文首次观察到小鼠睾丸输出小管上皮中的运动纤毛呈现“涡轮搅动”式的摆动模式，改变了以前人们对纤毛定向规律摆动模式的认识，这种独特的纤毛摆动模式与其它器官（大脑、呼吸道上皮和输卵管上皮）中纤毛摆动模式不同。研究人员通过高通量测序技术（RNA-seq）发现miR-34/449通过对一些控制纤毛发生的靶基因进行转录后调控来影响睾丸输出小管中的运动纤毛的生成，从而首次在动物水平证实了非编码小RNA可以参与调控输出小管中运动纤毛发生，为非编码小RNA调控运动纤毛发生开拓了新方向。

我院徐晨教授早在2006年就首先开始研究miR-449对雄性小鼠生殖的影响，并且与王铸钢教授实验室合作首次敲除了小鼠的miR-449，但是并没有出现生殖等方面的表型。徐晨教授指导研究生继续深入研究，结果发现miR-34与miR-449具有共同的靶标，因而这两个非编码小RNA功能冗余并且可以互相补偿，当任意敲除其中一个（miR-34或miR-449）都不会出现表型。该研究结果2012年发表在生物化学杂志(JBC)上。接着，徐晨教授与闫威教授协商决定，两个实验室合作进行小鼠miR-34与miR-449双敲除以及表型及机制分析研究。研究发现，miR-34/449全身性双敲除雄性小鼠（dKO）均表现为不育。研究还发现，miR-34/449全身性双敲除雌性小鼠由于输卵管纤毛结构、功能受损，造成输卵管拾卵、运卵的功能明显下降，尽管卵巢和卵子发生与成熟正常，但是输卵管内没有卵子，因而导致不育。上述研究结果两个实验室于2014年共同在PNAS发表。

研究人员乘胜追击，闫威教授提出可能输出小管的改变是起始因素。研究发现双敲小鼠输出小管中的运动纤毛大量缺失，成年小鼠输出小管被大量精子阻塞。小鼠睾丸由于精子不能正常转运至附睾而出现肿胀，大量的积液压迫生精小管上皮造成生精细胞凋亡而影响到精子的生成，而且这种破坏程度随着年龄的增长而加重。有趣的是，上海市生殖医学重点实验室的伍静文副教授（共同通讯作者）和刘悦博士（共同第一作者）等研究人员通过显微手术的方式在睾丸网的位置打孔解除双敲小鼠因睾丸液集聚所致的睾丸内高压力后，萎缩的生精上皮结构得到恢复，出现正常精子发生过程。而用输出小管结扎的方式，可以使正常小鼠产生miR-34/449双敲小鼠输出小管改变而导致精子生成的影响，再将结扎解除一段时间后，生精上皮结构得到恢复并逐渐恢复正常的精子发生。本论文通讯作者之一徐晨教授介绍说，近年来临床上男性不育的比例明显增多，其中精子质量问题（少精、弱精、无精子症）占据主要因素。本研究结果提示，临床上某些少、弱精子症甚至无精子患者，其首发病因有可能不是睾丸生精障碍，而是输出小管阻塞所致。因而通过显微手术解除输出小管阻塞将为治疗这类疾病提供新的思路。

论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2019/01/17/1817018116