《自然-通讯》:科学家阐明 SIRT7 调控男性生殖衰老新机制 组蛋白修饰成精子质量调控关键-肽度TIMEDOO

随着现代社会晚育现象日益普遍,高龄男性的生育力减退及精子质量下降已成为生殖医学界关注的焦点。然而,关于年龄增长如何从底层分子维度诱导精子质量受损,其背后的具体分子机制此前尚不十分明确。

近日,西班牙巴塞罗那自治大学(UAB)、约瑟普·卡雷拉斯白血病研究所(IJC)以及美国罗格斯大学(Rutgers University)组成的联合研究团队,在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表研究论文。研究团队利用小鼠模型,确证了去乙酰化酶 SIRT7(Sirtuin 7)蛋白在维持男性生殖细胞基因组稳定性中的关键角色,并揭示了一条调控男性生殖衰老的表观遗传学(Epigenetics)新路径。

表观遗传机制在调节基因组完整性中发挥着核心作用,调控着基因如何响应年龄、饮食、环境或应激压力而发生激活或沉默。研究团队测定发现,SIRT7 蛋白在精子发生的早期阶段呈现高度特异性的高表达,其中广泛富集于精原细胞(Spermatogonia,即负责维持精子持续生成的生殖干细胞库)。

在分子水平上,SIRT7 能够精确限制一种特定的表观遗传标记——组蛋白 H3K36 乙酰化(H3K36ac)的水平,进而动态调节染色质的可及性(Chromatin accessibility),确保 DNA 能够以正确的构象紧密包装。

实验结果表明,一旦缺失 SIRT7,小鼠在衰老进程中或在遭遇环境应激压力时,其生殖细胞的染色质稳态会被打破,导致精原细胞发生提前耗竭(Premature loss),并在基因组中蓄积大量的 DNA 损伤。这种分子层面的缺陷最终外化为病理表现,包括随年龄增长而出现的精子发生(Sperm formation)周期延长,以及精子 DNA 碎片化(DNA fragmentation)比例的大幅上升。

为了确证这一机制与衰老之间的因果关系,研究人员进一步分析了生理性睾丸衰老的过程。结果证实,随着年龄的自然增长,睾丸组织中的 H3K36ac 标记物会自发性异常升高,这一表观遗传变异与年龄相关性生殖能力衰退之间存在明确的因果关联。

作为 Sirtuins 蛋白家族的重要成员,SIRT7 此前在体细胞组织中预防细胞与组织衰老、调节代谢平衡的功能已被广泛报道。近年来,该家族在生殖组织中的关键功能也逐渐被证实,但既往的学术研究多聚焦于女性配子(卵子)的染色质结构及抗氧化防御调控,SIRT7 在男性生殖细胞中的功能长期处于空白状态。

论文首席研究员、巴塞罗那自治大学细胞生物学、生理学与免疫学系 Berta Vázquez 博士指出,该项研究证实了 SIRT7 对男性生殖系统同样具有不可或缺的维系作用。这一发现不仅为阐明男性高龄不育症的病因提供了全新视角,也为开发延缓男性生殖衰老、保护高龄生育力的干预策略开辟了新途径。

此外,该研究还深化了生殖细胞表观遗传机制在应对性腺毒性药物(Gonadotoxic agents,如临床放化疗药物)引发的损伤时的防御机制。Vázquez 博士强调,这提示科学界可以基于 SIRT7 及其介导的组蛋白修饰通路,开发新型的生殖细胞保护策略,用以在癌症患者接受临床化疗等损伤性治疗时,最大程度地规避对男性生殖功能的毒副作用,对肿瘤生殖学(Oncofertility)的发展具有明确的转化医学价值。

参考文献:

Anna Guitart-Solanes et al, SIRT7 links H3K36ac epigenetic regulation with genome maintenance in the mouse testis, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72540-3

编辑:周敏

排版:李丽