<i>Akr7a5</i>缺失导致小鼠精子成熟受损

betway必威登陆网址（betway.com ）学报››2023,Vol. 44››Issue (2): 81-85.DOI:10.3969/j.issn.2097-0005.2023.02.001

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Akr7a5缺失导致小鼠精子成熟受损

曹杰莹¹(), 祝海霞²(), 温宗壮¹, 张爱珍², 刘敏¹, 刘惠¹, 赵辉¹, 宋元磊¹, 高建刚¹^,²()

^1.betway必威登陆网址（betway.com ）医学科技创新中心，山东济南 250117
^2.山东大学生命科学学院，山东济南 250100

收稿日期:2022-11-18出版日期:2023-02-25发布日期:2023-04-15
通讯作者:高建刚
作者简介:曹杰莹，硕士研究生，研究方向：生殖生物学，E-mail：283539179@qq.com
祝海霞，博士研究生，研究方向：发育生物学， E-mail：1395921345@qq.com
高建刚，男，1963年12月出生，国家重点研发计划项目首席科学家，山东省“泰山学者”特聘教授，动物细胞与发育山东省重点实验室学术委员会主任。1992年于山东大学获博士学位；1993—1995年在中科院上海细胞生物学研究所从事博士后研究；1995—1997年在中科院北京发育生物学研究所任副研究员；1997—1999年为澳大利亚昆士兰大学分子与细胞研究中心 Research Officer（A level）；1999—2008年为美国St Jude儿童研究医院神经发育系Lab Supervisor；2008—2019年任山东大学生命科学学院教授，副院长；2020年至今任betway必威登陆网址教授，A类领军人才。主要从事发育生物学方面的研究，利用动物模型在听觉、中枢神经以及生殖系统的发育方面做了大量工作，利用基因编辑技术研究了多个基因的功能并制作了多个人类疾病动物模型。以主要作者在国际一流期刊发表了多篇高水平SCI收录文章，包括Nature、 PNAS、 JCI等。第一联系人：曹杰莹和祝海霞为共同第一作者。
基金资助:
国家重点研发计划(2018YFC1003600)

Loss ofAkr7a5in impaired sperm maturation in mice

Jieying CAO¹(), Haixia ZHU²(), Zongzhuang WEN¹, Aizhen ZHANG², Min LIU¹, Hui LIU¹, Hui ZHAO¹, Yuanlei SONG¹, Jiangang GAO¹^,²()

^1.Science and Technology Innovation Center，Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences，Jinan 250117，China
^2.College of Life Sciences，Shandong University，Jinan 250100，China

Received:2022-11-18Online:2023-02-25Published:2023-04-15
Contact:Jiangang GAO

摘要/Abstract

摘要：

目的AKR7A5是醛酮还原酶（aldo-keto reductase， AKR）的一员， AKR是内源性和外源性醛解毒的关键，其在男性生殖系统睾丸中表达较高。本研究探讨Akr7a5基因对雄性小鼠精子发生、精子成熟和生殖的影响。方法利用成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats， CRISPR）/ CRISPR相关蛋白9（CRISPR-associated protein 9， Cas9）技术首次构建了Akr7a5基因敲除小鼠（Akr7a5^-/-）模型。通过睾丸、附睾切片HE染色评估雄性小鼠的生殖器官发育情况，并检测睾丸中精子发生的情况。通过精子涂片HE染色、精子运动分析评估雄性小鼠附睾中精子成熟和质量情况。结果与野生型（Akr7a5^+/+）雄性小鼠相比，Akr7a5^-/-雄性小鼠具有生育能力，精子发生正常，但精子在附睾中的成熟和质量存在缺陷，表现为精子活力受损，精子畸形率增加。结论AKR7A5对雄性小鼠精子发生没有影响，但在精子成熟过程中发挥重要作用。

关键词:AKR7A5,生殖,CRISPR-Cas9,精子成熟

Abstract:

ObjectiveAKR7A5 is a member of ald-oketo reductase （AKR）， which plays a key role in detoxification for endogenous and exogenous aldehyde. AKR7A5 is expressed in the testis of the male reproductive system. However， the functions of AKR7A5 in the reproduction system of male mice have not been studied. This study investigated the effects ofAkr7a5gene on spermatogenesis， sperm maturation and reproduction in male mice.MethodsIn this study，Akr7a5gene knockout mouse （Akr7a5^-/-） model was constructed for the first time using CRISPR-Cas9 technology. The development of reproductive organs of male mice was evaluated by H&E staining of testes and epididymis sections， and spermatogenesis in testes was detected. Sperm maturity and quality in male mice epididymis were evaluated by sperm smear H&E staining and sperm motility analysis.ResultsCompared with wild-type （Akr7a5^+/+） male mice，Akr7a5^-/-male mice had fertility and normal spermatogenesis， but there were defects in the maturity and quality of spermatozoa in the epididymis， which were shown as impaired sperm motility and increased rate of sperm malformation.ConclusionAKR7A5 has no effect on spermatogenesis in male mice， but plays an important role in sperm maturation.

Key words:AKR7A5,reproduction,CRISPR-Cas9,sperm maturation

曹杰莹, 祝海霞, 温宗壮, 张爱珍, 刘敏, 刘惠, 赵辉, 宋元磊, 高建刚.Akr7a5缺失导致小鼠精子成熟受损[J]. betway必威登陆网址（betway.com ）学报, 2023, 44(2): 81-85.

Jieying CAO, Haixia ZHU, Zongzhuang WEN, Aizhen ZHANG, Min LIU, Hui LIU, Hui ZHAO, Yuanlei SONG, Jiangang GAO. Loss ofAkr7a5in impaired sperm maturation in mice[J]. Journal of Shandong First Medical Unversity & Shandong Academy of Medical Sciences, 2023, 44(2): 81-85.

图/表3

图1CRISPR-Cas9技术制作Akr7a5-/- 小鼠A： Akr7a5-/- 小鼠的CRISPR-Cas9打靶策略； B：Akr7a5-/- 小鼠DNA测序图谱显示存在4 753 bp的缺失；C： PCR分析显示Akr7a5+/+ 、Akr7a5+/- 和Akr7a5-/- 小鼠中存在不同的DNA条带。

图2Akr7a5-/- 雄性小鼠生殖系统生长发育及精子生成情况A：Akr7a5+/+ 和Akr7a5-/- 雄性小鼠的睾丸、附睾和储精囊重量与体质量的比值，n = 7；B：2个月Akr7a5+/+ 和Akr7a5-/- 雄性小鼠睾丸、附睾头和附睾尾的组织学特点（HE，× 40）。

图3Akr7a5-/- 雄性小鼠精子质量分析A：对Akr7a5+/+ 和Akr7a5-/- 雄性小鼠附睾尾部精子HE染色（比例尺= 50μm）；B： Akr7a5+/+ 和Akr7a5-/- 雄性小鼠头部畸形精子、尾部卷曲精子、头尾分离精子比例和总畸形率，n = 6；C： Akr7a5+/+ 和Akr7a5-/- 雄性小鼠附睾尾精子CASA分析，n = 6；与Akr7a5+/+ 比较， *P < 0.05，**P < 0.001。

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Akr7a5缺失导致小鼠精子成熟受损

Loss ofAkr7a5in impaired sperm maturation in mice

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