CVPH. Ngô Thị Lan Phương
Đơn vị HTSS IVFMD FAMILY, BVĐK Gia Đình, Đà Nẵng
Tinh trùng không chỉ vận chuyển bộ gen của cha đến noãn mà còn có RNA nhỏ điều hòa (regulatory small RNA-sRNA). Theo định nghĩa, sRNA là các phân tử RNA ngắn, chỉ từ vài chục đến vài trăm nucleotide. sRNA bao gồm microRNA (miRNA), ban đầu được phát hiện nhờ vai trò điều hòa trong quá trình hình thành phôi, cũng như các đoạn có nguồn gốc từ tRNA (tsRNA), các đoạn có nguồn gốc từ RNA ribosome (rsRNA), RNA có nguồn gốc từ ty thể (mitosRNA), RNA tương tác Piwi (piRNA), và các đoạn từ RNA liên kết với ribonucleoprotein như Y-RNA. Trong nghiên cứu này, khi phân tích sRNA trong các mẫu tinh trùng thu được trong quá trình điều trị hỗ trợ sinh sản (HTSS), nhóm tác giả phát hiện ra rằng các phân nhóm sRNA là các dấu ấn sinh học cho mật độ tinh trùng, tỷ lệ thụ tinh và chất lượng phôi. Nghiên cứu này nhấn mạnh vai trò của người cha trong thành công của HTSS và thiết lập nền tảng cho một kỷ nguyên mới trong y học sinh sản.
Thiết kế nghiên cứu
69 cặp vợ chồng đang thực hiện HTSS từ ngày 18 tháng 11 năm 2022 đến ngày 8 tháng 6 năm 2023 tại Trung tâm Y học Sinh sản thuộc Bệnh viện Đại học Linköping, Thụy Điển đã được đưa vào nghiên cứu. Độ tuổi trung bình của người chồng là 34 tuổi và chỉ số BMI trung bình là 27. Độ tuổi trung bình của người vợ là 33 và chỉ số BMI trung bình là 25.
Nam giới tham gia phải đáp ứng các tiêu chí: Có tinh trùng trưởng thành trong tinh dịch. Loại trừ bệnh nhân mắc bệnh ác tính, tiền sử xạ trị/ hóa trị hoặc có bất thường di truyền. Chỉ những mẫu có >600.000 tinh trùng mới được giải trình tự sRNA. Chiết xuất RNA được thực hiện bằng bộ dụng cụ miRNeasy Micro (Qiagen; 217084) theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Kết quả
Tác giả đã thực hiện phân tích sRNA để giải trình tự và xác định sRNA khác nhau theo mật độ tinh trùng, tỷ lệ thụ tinh và tỷ lệ phôi chất lượng cao.
Cụ thể, phân tích sự khác biệt giữa các mẫu có mật độ tinh trùng cao (> 16 triệu tinh trùng/mL) và thấp (≤ 16 triệu tinh trùng/mL) đã xác định được 563 (1,89%) sRNA được điều hòa tăng trong các mẫu có mật độ cao, ngược lại, 640 (2,15%) sRNA bị điều hòa giảm. Trong số sRNA được điều hòa tăng đã xác định, 72% là mitosRNA, trong số sRNA được điều hòa giảm, 48% là sRNA liên kết với ribonucleoprotein. Vì mật độ và khả năng di động của tinh trùng được sử dụng để xác định chất lượng tinh trùng, tác giả thực hiện phân tích biểu hiện khác biệt của hai thông số này. Kết quả cho thấy sự chồng chéo lớn giữa sRNA trong mật độ và khả năng di động của tinh trùng, trong đó 48% tổng số sRNA được biểu hiện khác biệt là giống hệt nhau giữa hai thông số.
Khi so sánh sRNA từ tinh trùng liên quan đến tỷ lệ thụ tinh cao (≥70%) và thấp (<70%), tác giả đã xác định được 34 trình tự (0,11%) bị giảm điều hòa trong các mẫu có tỷ lệ thụ tinh cao. Trong số này, 39% là piRNA, 34% không có chú thích, 27% là tsRN và không có sRNA nào liên quan đáng kể đến tỷ lệ thụ tinh cao.
Khi so sánh tỷ lệ phôi tốt cao (≥20%) tương ứng thấp (<20%), 60 sRNA (0,20%) tăng điều hòa và 104 sRNA (0,35%) bị giảm điều hòa. sRNA được điều chỉnh tăng có 66% miRNA, và sRNA được điều chỉnh giảm có 73% rsRNA. Do đó, phân tích biểu hiện khác biệt của sRNA trong tinh trùng đã xác định được các cấu hình RNA độc đáo liên quan đến mật độ tinh trùng, quá trình thụ tinh và chất lượng phôi.

●MitosRNA và Y-RNA rất quan trọng đối với mật độ và khả năng di động của tinh trùng

Kiểu gen sRNA nổi bật nhất được điều hòa tăng mật độ tinh trùng có nguồn gốc từ bộ gen ty thể, nên tác giả đã nghiên cứu thêm các mitosRNA này. Tất cả các mitosRNA được điều hòa tăng đều có nguồn gốc từ các gen tRNA ty thể. Trong số các gen này, ba gen quan trọng nhất là MT-TQ-Glu, MT-TH-His và MT-TS1-Ser1.
Ngược lại, sRNA bị điều hòa giảm chủ yếu là sRNA liên kết với ribonucleoprotein. Ba sRNA quan trọng nhất đều được ánh xạ tới Y-RNA. Trong số này, ánh xạ sRNA tới RNY4 là thay đổi đáng kể nhất.
Kết quả đã xác định mitosRNA và sRNA liên kết với ribonucleoprotein từ Y-RNA là các dấu ấn sinh học phân biệt giữa các mẫu tinh trùng có mật độ tinh trùng cao hay thấp.

●Khả năng thụ tinh của tinh trùng với noãn liên quan đến sRNA từ một vị trí cụ thể

Kết quả nghiên cứu cho thấy có 34 trình tự sRNA trong tinh trùng có liên quan đến tỷ lệ thụ tinh thấp. Phân tích kỹ hơn các trình tự này, tất cả chúng đều bắt nguồn từ cùng một vùng gen. Các trình tự từ vùng này bao gồm cả tRNA và piRNA, do đó, không thể phân loại chính xác các trình tự biểu hiện khác biệt được tìm thấy ở đây. So sánh tổng các trình tự được chuẩn hóa trong các mẫu có tỷ lệ thụ tinh cao hay thấp không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê.

●Chất lượng phôi bị ảnh hưởng bởi miRNA có trong tinh trùng

Về tỷ lệ phôi tốt, miRNA là kiểu gen nổi bật nhất của sRNA được điều hòa tăng. Cụ thể, 16 miRNA đã được tìm thấy, ba loại có ý nghĩa quan trọng nhất là hsa-let-7g, hsa-miR-30d và hsa-miR-320b/a, các miRNA này đóng vai trò quan trọng trong các quá trình phát triển của phôi.
Ngoài ra, sRNA bị điều hòa giảm được xác định chủ yếu là rsRNA. RsRNA có nguồn gốc từ các gen ribosome 28S, 5S, 5.8S và 12S có liên quan đến tinh trùng, dẫn đến tỷ lệ phôi tốt thấp. Trong số này, rsRNA từ gen 28S có sự thay đổi đáng kể nhất giữa tỷ lệ phôi tốt cao và thấp.
Như vậy, miRNA và sRNA từ 28S là các dấu ấn sinh học có nguồn gốc từ tinh trùng, dự đoán chất lượng phôi trong điều trị HTSS.

●Tỷ lệ trẻ sinh sống và kích thước theo tuổi thai có thể bị ảnh hưởng bởi sRNA của tinh trùng

Trong số 65 chu kỳ điều trị thành công, có 28 em bé đã chào đời. Tác giả đã xác định được một số sRNA được điều hòa tăng trong tinh trùng liên quan đến tỷ lệ trẻ sinh sống, các trình tự này có nguồn gốc từ snRNA U6. Về tuổi thai, không có mối liên hệ nào với sRNA trong tinh trùng. Khi xem xét kích thước theo tuổi thai, tác giả đã xác định được các tsRNA: Arg-CCT-3−1, iMet-CAT−1−1, Glu-TTC−14−1 và Lys-CTT-2−1, ba trong số các tRNA này cho thấy mối tương quan âm với kích thước theo tuổi thai, cho thấy những trình tự này liên quan đến sự phát triển của thai nhi.
Hạn chế của nghiên cứu
Một hạn chế của nghiên cứu này là khó khăn trong việc kiểm tra các tác động riêng lẻ của sRNA tinh trùng lên kết quả lâm sàng.
Kết luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy sRNA trong tinh trùng là dấu ấn sinh học cho chất lượng tinh trùng, tỷ lệ thụ tinh và chất lượng phôi. Các dấu ấn sinh học này có thể áp dụng lâm sàng để kiểm tra các mẫu tinh trùng, đồng thời cung cấp cái nhìn sâu sắc về các cơ chế phân tử về khả năng sinh sản ở nam giới và sự đóng góp của cha vào sự phát triển phôi thai.

Tài liệu tham khảo: Isacson, S., Karlsson, K., Zalavary, S. et al. Small RNA in sperm–Paternal contributions to human embryo development. Nat Commun 16, 6571 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62015-2