AJHG：曹云霞/张锋团队等鉴定新弱亦同精子症致病基因CFAP58

21世纪以来，全都球不孕后代发病率逐年上升时，已冲击10%-15%的育龄夫妇。WHO将不孕后代与心血管疟疾、认定如今冲击人类生活和健康的三大主要疟疾。其里男性后代约占40%-50%。男性后代经常备注现为少受精卵病症，微受精卵病症，人口为120人受精卵病症或者多种人组基本上，微人口为120人受精卵病症是其里最经常见类型之一，但是迄今极少病人准确的病因未明。

受精卵纤毛多发形态诱发（Multiple Morphological Abnormalities of the Flagella, MMAF）是一类轻微的微人口为120人受精卵病症，由于短尾、帚、无尾、折尾及不规则尾等受精卵纤毛的多种人口为120人形所致受精卵社会活动能力和受精能力轻微下降。迄今的归纳提示MMAF的病因极少与等位基因变异密切方面。本课题组是迄今国际上归纳微人口为120人受精卵病症的主要小组之一，中期报道了多个所致MMAF的传染病等位基因，如受精卵纤毛轴丝方面等位基因CFAP43、CFAP44、CFAP65，纤毛纤维苞愈合方面等位基因FSIP2，纤毛和纤毛拼装步骤里的亚基转运方面等位基因CFAP69、TTC21A、TTC29和受精卵里心体方面等位基因DZIP1等。然而，由于受精卵结构复杂，涉及的亚基多样多样，迄今，仍有30%-40%的MMAF 病人遗传基因因尚未明确。因此，MMAF的基因型学病因和传染病机理仍才可有利于探索。

2020年8月末12日，安徽医科大学校长、国家政府卫健委配子与生殖道诱发归纳重点测试室主任曹云霞教授和山东大学张锋教授以子明基本上在The American Journal of Human Genetics杂志上发备注题为：Bi-allelic Loss-of-function Variants in CFAP58 Cause Flagellar Axoneme and Mitochondrial Sheath Defects andAsthenoteratospermia in Humans and Mice归纳，发掘出并检验了微人口为120人受精卵病症更进一步传染病等位基因CFAP58，该等位基因的双等位甲基化通过冲击受精卵纤毛轴丝和真核生物苞拼装而所致男性后代和雄性激素后代。

该归纳通过全都外显子核酸高效率结合高效的生物信息学归纳方法对来自安徽医科大学第一专科和南京医科大学第一专科的90由此可知汉族人男性MMAF病人进行时了等位基因检查和基因型学归纳。发掘出了5由此可知（5.6%）MMAF病人同时随身携带有CFAP58等位基因的双等位甲基化，其里来自近亲家系A050、N010、N011病人和有如兄弟姐妹N015病人，分别随身携带CFAP58等位基因c.2092C>T (p.Arg698*)、c.2052del(p.His685Thrfs*7)，c.1696C>T (p.Gln566*)和c.2274C>A(p.Tyr758*)的纯合甲基化，来自有如兄弟姐妹A064病人随身携带c. 2092C>T(p. Arg698*) / c.1429del (p.lle477*)复合杂合甲基化。Sanger核酸进行时家系合共分离验证，断定这些甲基化基因座分别基因型自他们随身携带杂合甲基化的父母（所示1A），符合MMAF隐性基因型种系统。这些甲基化基因座均为系统遗漏甲基化基因座，由于出现天内出现终止密码子（备注1），没有译者合成完整CFAP58从而所致亚基质系统损害。同时，极端型归纳也备注明本归纳里5个甲基化基因座在不同物种间是高度极端的（所示1B）。

所示1. CFAP58等位基因甲基化基因座检验及极端性归纳

CFAP58等位基因甲基化病人受精卵可以备注现为无尾，短尾，帚，折尾和不规则尾等，有利于统计发掘出5由此可知病人均以短尾和帚为主（所示2A）。受精卵免疫反应荧光漂白和免疫反应区别于测试发掘出，短时间受精卵里CFAP58主要导向在受精卵纤毛，而CFAP58甲基化病人受精卵CFAP58亚基备注达遗漏（所示2B和2C）。

所示2. 短时间对照和CFAP58等位基因甲基化病人受精卵形态及CFAP58的导向与备注达

运用透射电镜高效率发掘出，与短时间对照受精卵相比之下CFAP58等位基因甲基化病人80%以上受精卵轴丝拼装非经常大诱发，最主要里央二连管遗漏、泌尿系统肌动亚基遗漏或肌动亚基分列紊乱等（所示3A和B）。有利于受精卵免疫反应荧光漂白和免疫反应区别于测试发掘出，里央二连管标志亚基SPAG6和SPEF2均非经常大减小（所示3C和D）。

所示3. CFAP58等位基因甲基化与受精卵轴丝拼装诱发方面

另外，受精卵纵切面透射电镜检查发掘出，CFAP58等位基因甲基化病人受精卵纤毛东北角真核生物苞愈合诱发，备注现为纤毛东北角真核生物苞分列紊乱或宽度变短，泌尿系统外层纤维存量激增（所示4A和所示3A），有利于受精卵免疫反应荧光漂白和免疫反应区别于测试发掘出真核生物伴侣亚基HSP60备注达非经常大减小（所示4B和C）。

所示4. CFAP58等位基因甲基化与受精卵真核生物苞愈合诱发方面

为了有利于检查CFAP58在激素受精卵纤毛发生步骤里的作用，运用CRISPR-Cas9高效率相结合Cfap58等位基因敲除激素模型。激素方面测试发掘出Cfap58等位基因敲除激素肾上腺里CFAP58亚基备注达遗漏，雄性激素完全都后代，尽管肾上腺的重量和体积未发生变化，但是Cfap58等位基因敲除激素受精卵沸点非经常大减小，受精卵活力却是为零，受精卵形态备注现为的现代的MMAF备注型（所示5），与CFAP58等位基因甲基化病人受精卵备注型高度一致。

综上所述，该归纳基于全都外显子核酸高效率从来自国内多个生殖里心的90由此可知MMAF病人里检验了更进一步微人口为120人受精卵病症传染病等位基因CFAP58。该等位基因的双等位甲基化引起受精卵纤毛轴丝和真核生物苞拼装诱发而所致男性后代。这一结果得到Cfap58等位基因敲除激素的验证，该归纳成果的取得将为微人口为120人受精卵病症的基因型咨询、小分子诊断和流行病学治疗提供重要理论依据。

所示5. Cfap58等位基因敲除激素备注现的现代的MMAF备注型

安徽医科大学曹云霞教授和山东大学张锋教授为该归纳成果的合共同通讯系统译者。安徽医科大学第一专科的贺小进归纳员，吕明荣归纳员，同工小晴博士和李强学位归纳生，山东大学的刘春雨博士和南京医科大学第一专科的杨晓玉副外科医生为该归纳成果的合共同第一译者。

零碎记事：

Mariem Ben Khelifa, Charles Coutton, Raoudha Zouari, et.al. Mutations in DNAH1, which encodes an inner arm hey chain dynein, lead to male infertility from multiple morphological abnormalities of the sperm flagella. Am J Hum Genet. 2014 Jan 2;94(1):95-104.

Shuyan Tang, Xiong Wang, Weiyu Li, et.al. Biallelic Mutations in CFAP43 and CFAP44 Cause Male Infertility with Multiple Morphological Abnormalities of the Sperm Flagella. Am J Hum Genet. 2017 Jun 1;100(6):854-864.

Weiyu Li, Huan Wu, Fuping Li, et.al. Biallelic mutations in CFAP65 cause male infertility with multiple morphological abnormalities of the sperm flagella in humans and mice. BMJ Volume 57, Issue 2

Wangjie Liu, Huan Wu, Li Wang, et.al. Homozygous loss-of-function mutations in FSIP2 cause male infertility with asthenoteratospermia.J Genet Genomics. 2019 Jan 20;46(1):53-56.

Xiaojin He, Weiyu Li, Huan Wu, et.al. Novel homozygous CFAP69 mutations in humans and mice cause severe asthenoteratospermia with multiple morphological abnormalities of the sperm flagella. J Med Genet. 2019 Feb;56(2):96-103.

Mingrong Lv, Wangjie Liu, Wangfei Chi, et.al. Homozygous mutations in DZIP1 can induce asthenoteratospermia with severe MMAF. J Med Genet. 2020 Jul;57(7):445-453.

Chun yu Liu, Xiao jin He, Wang jie Liu, et.al. Bi-allelic Mutations in TTC29 Cause Male Subfertility with Asthenoteratospermia in Humans and Mice. The American Journal of Human Genetics Volume 105, Issue 6, 5 December 2019, Pages 1168-1181

Liu, W., He, X., Yang,S., Zouari, R., Wang, J., Wu, H., Kherraf, Z.E., Liu, C., Coutton, C., Zhao,R., et al. (2019). Bi-allelic Mutations in TTC21A Induce Asthenoteratospermiain Humans and Mice. Am J Hum Genet 104,738-748.