Abstract
In mammals, male gametes are produced inside the testis by spermatogenesis, which has three phases: mitotic proliferation of spermatogonia, meiosis of spermatocytes, and haploid differentiation of spermatids. The genome of male germ cells is actively transcribed to produce phase-specific gene expression patterns. Male germ cells have a complex transcriptome. In addition to protein-coding messenger RNAs, many noncoding RNAs, including microRNAs (miRNAs), are produced. The miRNAs are important regulators of gene expression. They function mainly post-transcriptionally to control the stability or translation of their target messenger RNAs. The miRNAs are expressed in a cell-specific manner during spermatogenesis to participate in the control of each step of male germ cell differentiation. Genetically modified mouse models have demonstrated the importance of miRNA pathways for normal spermatogenesis, and functional studies have been designed to dissect the roles of specific miRNAs in distinct cell types. Clinical studies have exploited the well-defined expression profiles of miRNAs, and human spermatozoal or seminal plasma miRNAs have been explored as potential biomarkers for male factor infertility. This review article discusses the current findings that support the central role of miRNAs in the regulation of spermatogenesis and male fertility
چکیده
گامتهای نر در پستانداران با فرآیند اسپرماتوژنز در داخل بیضه ها تولید میشوند که این فرآیند شامل 3 فاز تکثیر میتوزی اسپرماتوگونیومها، میوز اسپرماتوسیتها و تمایز هاپلوئید اسپرماتیدها است. ژنوم سلولهای جنسی نر برای تولید الگوهای بیان ژن ویژه فازی به طور فعال رونویسی میشود. سلولهای جنسی نر، یک ترانسکریپتوم (رونوشتهای ژنی) پیچیده دارند. علاوه بر RNAهای پیامبر (mRNA) کد کننده پروتئین، تعداد زیادی از RNAهای غیر کدکننده شامل میکروRNAها (miRNA) تولید میشود. miRNAها، تنظیم کننده های مهم برای بیان ژن هستند. آنها عمدتا بعد از رونویسی عمل میکنند تا پایداری یا ترجمه RNAهای پیامبر هدفشان را کنترل کنند. miRNAها با یک روش ویژه سلولی در طی اسپرماتوژنز بیان میشوند تا در کنترل هر مرحله از تمایز سلول جنسی نر مشارکت کنند. مدلهای موش اصلاح ژنتیک شده، اهمیت مسیرهای miRNA را برای اسپرماتوژنز نرمال نشان داده اند و مطالعات عملکردی برای تشریح نقش miRNAهای ویژه در سلولهای مجزا انجام شده است. مطالعات بالینی از پروفایلهای بیان مشخص miRNAها استفاده کرده اند و miRNAهای اسپرماتوزوآیی یا miRNAهای پلاسمای اسپرمی به عنوان بیومارکرهای بالقوه در ناباروری فاکتور جنس نر استفاده شده اند. این مقاله‌‌ی مروری درباره یافته های جدیدی بحث می کند که از نقش مهم miRNAها در تنظیم اسپرماتوژنز و باروری جنس نر حمایت میکند.
1-مقدمه
گامتهای نر یا اسپرماتوزوآ در طی اسپرماتوژنز تولید میشوند که این فرآیند در اپیتلیوم لوله های بسیار پیچ خورده اسپرم ساز داخل بیضه رخ میدهد. اسپرماتوژنز، یک فرآیند تمایز پیچیده است که بعد از تولد، هنگامی که سلولهای بنیادی اسپرماتوگونیوم وارد مسیر تمایز میشوند شروع میشود. اسپرماتوگونیومهای تمایزیافته دستخوش تقسیمات میتوزی بعدی میشوند تا کلونی سلولهای جنسی تمایزیافته را گسترش دهند. سلولهای جنسی بعد از فاز تکثیر، پروفاز I میوزی طولانی مدت را شروع میکنند به طوریکه کروموزومهای همولوگ در اسپرماتوسیتها جفت میشوند، تشکیل سیناپس میدهند و نهایتا نوترکیبی همولوگ اتفاق می افتد. بعد از آن، اسپرماتوسیتها دستخوش یک تقسیم کاهشی میشوند تا کروموزومهای خواهری را بین دو سلول تقسیم کنند و اسپرماتوسیتهای ثانویه تولید کنند. این سلولها دوباره سریعا تقسیم میشوند و اسپرماتیدهای گرد هاپلوئید، فاز تمایز (اسپرماتوژنز) را شروع میکنند تا ساختارهای ویژه اسپرمی مثل فلاژلوم و آکروزوم را بسازند و همچنین هسته را تغییر شکل میدهند و کروماتین را به کمک پروتامینهای ویژه اسپرمی که هیستونها را جانشین میکنند، فشرده میسازند. اسپرماتوزوآ که که به لومن لوله ای در فرآیندی به نام اسپرمیتاسیون آزاد میشود، مسیرش را به اپیدیدیم برای بلوغ نهایی و ذخیره شدن ادامه میدهد....