CNSH. Võ Minh Tuấn – IVFMD Tân Bình

Globozoospermia là một dạng hiếm gặp (<0,1%) của trường hợp teratozoospermia, gây vô sinh ở nam giới (0,1%) với hình dạng đặc trưng là tinh trùng đầu tròn và không có acrosome. Trường hợp globozoospermia đầu tiên được phát hiện vào vào năm 1973 bởi Schirren và cộng sự. Globozoospermia được chia làm hai loại: loại 1 được gọi là globozoospermia toàn phần với tỷ lệ tinh trùng đầu tròn, không có acrosome chiếm 100%, loại 2 được gọi là globozoospermia một phần với tỷ lệ trên trong khoảng từ 20% đến 90%. Những hiểu biết về nguyên nhân gây nên tình trạng này vẫn chưa được khám phá hoàn toàn. Cho đến hiện nay nhiều nghiên cứu đã tìm ra những gen như PICK1, DPY19L2, SPATA16, ZPBP, CCDC62,...có liên quan đến quá trình hình thành acrosome và tái định dạng vùng nhân tinh trùng, những bất thường ở các gen kể trên được xác định là nguyên nhân dẫn đến 75% trường hợp globozoospermia ở người, 25% trường hợp còn lại vẫn chưa xác định rõ nguyên nhân. Năm 2012, Yoshitaka và cộng sự tình cờ phát hiện gen SPACA1 (sperm acrosome membrane-associated protein 1) có liên quan đến trường hợp globozoospermia trên mô hình chuột. Những phát hiện này cho thấy sự tồn tại của các gen gây ra tinh trùng đầu tròn không có acrosome đang dần được tiết lộ. Tuy nhiên liệu gen SPACA1 có liên quan đến trường hợp globozoospermia ở người không, cho đến nay vấn đề này vẫn chưa được xác định. Trong bài nghiên cứu này, nhóm tác giả báo cáo hai trường hợp globozoospermia được gây ra bởi sự không biểu hiện gen SPACA1.

Trong nghiên cứu này, hai bệnh nhân có cùng huyết thống đều có kết quả xét nghiệm tinh dịch đồ là globozoospermia toàn phần. Cả hai bệnh nhân và cha mẹ của họ đều được lấy mẫu để giải trình tự gen nhằm xác định gen gây bệnh. Mẫu tinh dịch của bệnh nhân được phân tích bằng các phương pháp như đánh giá cấu trúc acrosome – acrophlaxome bằng hệ thống kính hiển vi điện tử (TEM), bên cạnh đó phương pháp Western blot và nhuộm miễn dịch huỳnh quang được sử dụng để đo mức độ biểu hiện của gen SPACA1 và khảo sát sự tương tác protein giữa SPACA1 và các protein liên quan.

Kết quả giải trình tự cho thấy một đột biến vô nghĩa (NM_030960.2: c.53G>A; p. Trp18*) ở gen SPACA1 được xác định là biến thể gây nên trường hợp globozoospermia của hai bệnh nhân và được di truyền từ bố mẹ mang gen dị hợp tử. Các nhà nghiên cứu cho rằng đột biến vô nghĩa này đã dẫn đến việc dừng phiên mã sớm ở gen SPACA1, vì vậy mức độ biểu hiện của protein này giảm hơn so với những người bình thường.

Dựa trên kết quả phân tích proteomics bằng phổ MS, protein ACTL7A là một thành phần quan trọng trong phức hợp acrosome – acrophlaxome được xác định là protein tương tác với SPACA1 trong tinh trùng. Việc protein SPACA1 tương tác với ACTL7A góp phần giúp cho acrosome có thể định vị và gắn lên màng acrophlaxome trên nhân tinh trùng. Trong tinh trùng ở người bình thường, kết quả nhuộm miễn dịch huỳnh quang cho thấy phức hợp protein SPACA1 – ACTL7A đều xuất hiện ở phần đầu tinh trùng. Tuy nhiên trong tinh trùng của hai bệnh nhân nói trên, các tín hiệu của phức hợp protein này gần như không biểu hiện ở đầu tinh trùng. Kết quả quan sát dưới kính hiển vi điện tử (TEM) cho thấy, tinh trùng ở hai bệnh nhân đều có cấu trúc acrosome – acrophlaxome dị dạng, đây là bất thường cấu trúc đặc trưng ở nhóm chuột khiếm khuyết gen SPACA1 trong các nghiên cứu trước đó. Các kết quả trên giúp củng cố thêm về nhận định gen SPACA1 là nguyên nhân gây ra trường hợp globozoospermia.

Như vậy ở hai trường hợp tinh trùng globozoospermia toàn phần, kết quả cho thấy phát hiện một đột biến vô nghĩa ở gen SPACA1 có tính di truyền và giảm biểu hiện của protein này. Sự biến dạng cấu trúc acrosome – acrophlaxome ở tinh trùng giảm biểu hiện protein SPACA1 ở người tương tự như các nghiên cứu trước trên mô hình chuột. Nghiên cứu này cho thấy đột biến SPACA1 cũng gây tình trạng tinh trùng dị dạng nặng ở người, từ đó giúp mở rộng phạm vi xác định gen gây nên tình trạng globozoospermia. Các nghiên cứu về cơ chế hình thành tinh trùng globozoospermia vẫn còn hạn chế do xác xuất xảy ra trường hợp này rất thấp (<0,1%). Vì vậy, cần thêm các nghiên cứu có thể đánh giá ảnh hưởng của SPACA1 trên một quần thể bệnh nhân lớn hơn để chứng thực cho phát hiện này.
 
Nguồn: Chen, P., Saiyin, H., Shi, R., Liu, B., Han, X., Gao, Y., ... & Sun, Y. (2021). Loss of SPACA1 function causes autosomal recessive globozoospermia by damaging the acrosome–acroplaxome complex. Human Reproduction.

Từ khóa: Phát hiện đột biến gen spaca1 ở người là một trong những nguyên nhân gây nên tinh trùng đầu tròn (globozoospermia)