Cisd2 缺失引發小鼠精子功能及生合成異常

精子細胞的品質是影響男性生殖力的重要因子，而精子細胞的游動能力更是其重要指標，精子細胞的游動力與精子細胞內粒線體功能具有相當重要的關聯性。精子粒線體功能更直接調控精子的游動能力(motility) 及受孕力 (fertility)。精子細胞品質的主要影響因子可以分成生成過程(spermatogenesis)的影響以及精子本身的缺陷兩大方向。而精子生成過程發生在睪丸內，因此睪丸內的環境決定了是否能順利的進行精子生成及成。而精子本身的功能缺陷可能由基因缺陷造成精子的品質下降，甚至造成不孕。Cisd2被認為存在粒線體外膜上與粒線體功能及鈣離子恆定有關，但是詳細的分子作用機制尚未明瞭。在先前的研究中指出Cisd2缺失與小鼠的早衰以及年齡有關。在Cisd2缺失小鼠中，老鼠的平均壽命減少，相對的在表現過量Cisd2蛋白的小鼠身上發現了有減緩老化相關表徵。除了對新陳代謝有影響之外，Cisd2對於生殖方面是否有影響目前也尚未明瞭，因此本研究中特別針對小鼠精子游動力與Cisd2的關係來進行討論。首先藉由觀察精子的外觀以及精蟲記數發現Cisd2 KO小鼠的精子數量減少及構型異常增加，接著利用TMMR來測定Cisd2缺失對精子游動力的影響，我們發現Cisd2 KO小鼠的精子游動力下降，在直線移動的精子比例有顯著性減少。在精子的粒線體功能方面，我們將小鼠睪丸冷凍切片進行組織化學染色，並且分析精子與睪丸組織的ATP含量及粒線體膜電位，比較粒線體氧氣消耗速率及電子傳遞鏈複合體(mitochondrial respiratory complexes)的活性的差異。我們發現Cisd2缺失會降低精子的游動力及引發睪丸及精子的粒線體功能缺損。此外，我們也發現Cisd2缺失降低粒線體生合成(mitochondrial biogenesis)。我們也發現Cisd缺失會造成頂體結構的不完整性，同時在體外受精(in vitro fertilization)測試中也顯示Cisd2 缺失會使得精子受孕力減低。在本論文研究中，了解Cisd2蛋白影響精子細胞的結構完整性及粒線體功能，進而影響精子細胞的游動力及受孕力。