Геномная фрагментация и внехромосомные теломерные повторы влияют на оценку длины теломер в сперматозоидах человека: количественные эксперименты и систематический обзор

Во­прос ис­сле­до­вания:

Мо­гут ли раз­ли­чия в вы­де­ле­нии ДНК из­ме­нять оцен­ку дли­ны те­ло­мер спер­ма­то­зо­и­дов (ДТС), и объ­яс­ня­ет ли это про­ти­во­ре­чи­вые дан­ные о ДТС и муж­ской фер­тиль­но­сти в ли­те­ратуре?

Крат­кий ответ:

Ме­то­ды вы­де­ле­ния ДНК пре­иму­ще­ствен­но вклю­ча­ют или вы­клю­ча­ют ко­рот­кие экс­тра­хро­мо­сом­ные (ЭХ) те­ло­ме­ро-спе­ци­фич­ные по­сле­до­ва­тель­но­сти, что из­ме­ня­ет ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния ДТС и при­во­дит к опре­де­лён­ной до­ле раз­ли­чий в ре­зуль­та­тах су­ще­ству­ю­щих ис­сле­до­ванияй.

Что уже из­вестно:

Вза­и­мо­связь меж­ду ДТС и муж­ской фер­тиль­но­стью ста­ла ак­тив­но изу­ча­е­мой на­уч­ной об­ла­стью. Од­на­ко, ре­зуль­та­ты ис­сле­до­ва­ний бы­ли про­ти­во­ре­чи­вы­ми, что тре­бу­ет кри­ти­че­ской оцен­ки су­ще­ству­ю­щей ба­зы зна­ний для пла­ни­ро­ва­ния даль­ней­ших ис­сле­до­ваний.

Ди­зайн, объ­ем и про­дол­жи­тель­ность ис­сле­до­вания:

Ко­ли­че­ствен­ные экс­пе­ри­мен­ты опре­де­ля­ли вли­я­ние вы­де­ле­ния ДНК на це­лост­ность ДНК спер­ма­то­зо­и­дов и на по­ка­за­те­ли ДТС, в то вре­мя как си­сте­ма­ти­че­ский ана­лиз совре­мен­ной ли­те­ра­ту­ры оце­ни­вал вли­я­ние вы­де­ле­ния ДНК и ди­зай­на ис­сле­до­ва­ний на ре­зуль­та­ты экс­пе­ри­ментов.

Участ­ни­ки / ма­те­ри­а­лы, усло­вия, методы:

Бы­ли со­по­став­ле­ны два ме­то­да вы­де­ле­ния ДНК: Genomic Tips, при ко­то­ром вы­де­ля­ет­ся толь­ко ДНК с вы­со­кой мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой (ВММ), и QIAamp^® DNA Mini, при ко­то­ром вы­де­ля­ет­ся «пол­ная» ге­ном­ная ДНК вне за­ви­си­мо­сти от раз­ме­ра. Ка­че­ство ДНК оце­ни­ва­ли с по­мо­щью гель-элек­тро­фо­ре­за с ин­вер­си­ей по­лю­сов (ГЭИП), а ДТС из­ме­ря­ли с по­мо­щью ана­ли­за тер­ми­наль­ных ре­стрик­ци­он­ных фраг­мен­тов.

Кро­ме то­го, был про­ве­дён це­ле­на­прав­лен­ный по­иск в ос­нов­ных ба­зах дан­ных по ме­ди­цин­ским и есте­ствен­ным на­у­кам, и ре­зуль­та­ты бы­ли неза­ви­си­мо про­ве­ре­ны по опре­де­лён­ным кри­те­ри­ям ис­клю­че­ния / вклю­че­ния. Ре­зуль­та­ты ос­нов­ных ста­тей бы­ли про­ана­ли­зи­ро­ва­ны по со­гла­со­ван­но­сти меж­ду со­бой, а ди­зай­ны ис­сле­до­ва­ний срав­ни­ва­лись по 6 ве­ду­щим по­ка­за­те­лям (раз­мер вы­бор­ки, воз­раст участ­ни­ков, ста­тус фер­тиль­но­сти, фрак­ция спер­мы, по­пуля­ция те­ло­мер и тип анализа).

Ос­нов­ные ре­зуль­та­ты и вли­я­ние слу­чай­ности:

У ДНК с ВММ ДТС бы­ла зна­чи­тель­но вы­ше, чем ДТС, из­ме­рен­ная у цель­ной ДНК (p < 0.01), это ука­зы­ва­ет на то, что цель­ная ДНК со­дер­жит ко­рот­кие ЭХ те­ло­мер­ные по­вто­ры, ко­то­рые при­во­ди­ли к за­ни­жен­ной оцен­ке ДТС. ДТС ДНК с ВММ от­ра­жа­ет дли­ну ин­такт­ных хро­мо­сом­ных те­ло­мер. Ос­нов­ные дан­ные о ДТС по­ка­за­ли наи­боль­шее со­от­вет­ствие меж­ду ис­сле­до­ва­ни­я­ми, в ко­то­рых про­во­ди­лось вы­де­ле­ние ДНК с ВММ пе­ред оцен­кой ДТС. Ис­сле­до­ва­ния, в ко­то­рых ис­поль­зо­ва­лась цель­ная ДНК, име­ли раз­ную сте­пень кон­кор­дант­но­сти, но ре­зуль­та­ты бы­ли схо­жи­ми, ес­ли (i) был при­ме­нён срав­ни­тель­ный ана­лиз или (ii) для кор­ре­ля­ци­он­но­го ана­ли­за был до­стиг­нут по­ро­го­вый раз­мер вы­бор­ки, равный 81.

Огра­ни­че­ния, при­чи­ны для осто­рож­ности:

Раз­ли­чие меж­ду хро­мо­сом­ной и вне­хро­мо­сом­ной те­ло­мер­ной ДНК бы­ло сде­ла­но на ос­но­ва­нии вы­де­ле­ния и раз­ме­ра ДНК с ВММ. Даль­ней­шие экс­пе­ри­мен­ты необ­хо­ди­мы для опре­де­ле­ния при­ро­ды и функ­ции этих двух ти­пов те­ло­мер­ных по­сле­до­ва­тель­ностей.

Бо­лее ши­ро­кие вы­во­ды из по­лу­чен­ных ре­зуль­татов:

Это ис­сле­до­ва­ние по­ка­зы­ва­ет силь­ное вли­я­ние ме­то­да об­ра­бот­ки ДНК и ди­зай­на ис­сле­до­ва­ния на ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния ДТС, ко­то­рые объ­яс­ня­ют про­ти­во­ре­чи­вость ре­зуль­та­тов в ли­те­ра­ту­ре. Бу­ду­щие оцен­ки ДТС долж­ны вклю­чать неза­ви­си­мое об­на­ру­же­ние хро­мо­сом­ной и экс­тра­хро­мо­сом­ной те­ло­мер­ной ДНК и кон­крет­ное пла­ни­ро­ва­ние экс­пе­ри­ментов.

Финан­си­ро­ва­ние ис­сле­до­ва­ния / кон­фликт ин­те­ресов:

Это ис­сле­до­ва­ние финан­си­ро­ва­лось Цен­тром фер­тиль­но­сти CReATe, То­рон­то, Он­та­рио, Ка­на­да. Кон­флик­тов ин­те­ре­сов нет.

Genomic fragmentation and extrachromosomal telomeric repeats impact assessment of telomere length in human spermatozoa: quantitative experiments and systematic review
Авторы: P. Kurjanowicz, S. Moskovtsev, C. Librach
Department of Physiology, University of Toronto, 1 King’s College Circle, Toronto, Ontario, CanadaM5S 1A8
CReATe Fertility Centre, 790 Bay St., Suite 1100, Toronto, Ontario, CanadaM5G 1N8
Human Reproduction, Volume 32, Issue 11, 1 November 2017, Pages 2170–2177
DOI: 10.1093/humrep/dex288
Ан­но­тация:
Неод­но­знач­ные ре­зуль­та­ты ис­сле­до­ва­ний о свя­зи меж­ду дли­ной те­ло­мер спер­ма­то­зо­и­дов и фер­тиль­но­стью у муж­чин объ­яс­ня­ют­ся при­ме­не­ни­ем раз­лич­ных ме­то­дов экс­трак­ции ДНК.