凝集素芯片在發現不育相關糖生物標識物的研究應用

上海交通大學和復旦大學的研究人員利用博翀生物凝集素芯片成功地找到了多個有可能用于臨床診斷由于精子問題而導致不育的潛在糖相關生物標記物，這一研究成果2016年2月1日在Nature子刊Scientific Reports雜志在線發表。

世界衛生組織（ World Health Organization， WHO）調查結果顯示，多國家的不孕不育病人有約 12% - 15%，而其中男性因素在不育夫婦中大約占 50%。在中國，不孕不育夫婦的數量已經從1984 年的 4.8%增加到現在的10%，其中男性因素占 50%。目前有多種因素影響男性不育，如精液質量，精子運動力，活力以及精子質膜完整性等，除此之外，仍有 15% - 30%的不育男性原因不明。哺乳動物的精子表面覆蓋著一層致密的糖萼（Glycocalyx），厚度約 20-60 nm，主要是由各種類型的糖蛋白和糖脂等組成。DEFB-126是精子糖萼的主要糖蛋白成分，它從附睪體部分泌并覆蓋在整個精子表面，在精子穿過宮頸黏液，逃避女性生殖道的免疫監視以及免疫反應，介導精子與輸卵管上皮細胞的結合等方面起重要作用。已有研究顯示有約20%的男性，其DEFB126基因編碼區發生兩個核苷酸缺失的移碼突變，并且發生純合突變的男性其自然生育力顯著降低。

有研究表明，DEFB126純合移碼突變男性的精子與特異性識別 O-linked 寡糖的雙孢子蘑菇凝集素（ Agaricus bisporus， ABA）結合能力以及精子穿過透明質酸（宮頸黏液的替代溶液）能力顯著降低，因此研究者推測發生DEFB126 純合移碼突變的精子其表面糖結構發生了變化，但缺乏直接證據。本研究利用凝集素芯片技術，首次獲得了人精子表面凝集素結合圖譜。同時，通過比較不同的DEFB126 基因型精子表面凝集素結合圖譜，研究者發現了6種凝集素與純合突變基因型男性精子的結合能力顯著降低；經免疫熒光和流式細胞實驗驗證，進一步確定了橙桑凝集素（ Maclura pomifera lectin， MPL） 與 ABA一樣，同純合突變基因型的精子結合能力降低，同時也用單盲實驗證明了 MPL 可以作為精子受精能力降低的潛在生物標記物。該結果對不明原因男性不育的臨床診斷及治療有潛在指導意義。