Число копий митохондриальной ДНК в сперматозоидах: маркер мужской фертильности и репродуктивного успеха

Введение: Число копий митохондриальной ДНК в сперматозоидах (mtDNAcn) рассматривается как перспективный биомаркер здоровья сперматозоидов, дающий молекулярное представление, выходящее за рамки стандартного анализа эякулята. Повышенное mtDNAcn сперматозоидов последовательно ассоциируется с меньшей подвижностью, концентрацией и нарушенной морфологией сперматозоидов, а также с более длительным временем до наступления беременности при естественном зачатии и сниженным потенциалом оплодотворения при вспомогательных репродуктивных технологиях.

Цель: Обобщить современные данные о биологических основах mtDNAcn сперматозоидов, включая его регуляцию во время сперматогенеза, роль кодируемых ядром митохондриальных белков, таких как TFAM (митохондриальный транскрипционный фактор A), а также возможную эпигенетическую модуляцию через метилирование ДНК сперматозоидов. Авторы оценили исследования в общей популяции и клинических когортах, связывающие mtDNAcn сперматозоидов с качеством эякулята, фертильностью пары и ранним развитием эмбриона, а также обсудили методологические аспекты, включая способы количественного определения и контаминацию соматическими клетками.

Методы: Проведен поиск литературы для выявления исследований у человека, оценивающих mtDNAcn сперматозоидов в связи с мужской фертильностью, качеством эякулята, репродуктивными исходами и исходами эмбриологии, а также экспериментальных моделей, изучающих биологические механизмы регуляции mtDNA во время сперматогенеза через TFAM, вплоть до 1 апреля 2026 года. Поиск выполняли в PubMed, Web of Science и Scopus с использованием комбинаций ключевых слов и рубрик Medical Subject Headings (MeSH), включая sperm mitochondrial DNA copy number, mtDNAcn, male infertility, pregnancy outcomes, ART outcomes, semen quality, sperm epigenetics, TFAM, mitochondrial transcription factor A и sperm mtDNA regulation. Списки литературы в соответствующих обзорах и оригинальных статьях вручную проверяли для выявления дополнительных исследований. Включали обсервационные эпидемиологические исследования, клинические когортные исследования и экспериментальные работы, в которых количественно определяли mtDNAcn сперматозоидов и оценивали связь с параметрами эякулята, исходами фертильности или эпигенетикой сперматозоидов. Географических ограничений не было; учитывали только статьи на английском языке.

Результаты: По данным 21 эпидемиологического, экспериментального и клинического исследования повышенное mtDNAcn сперматозоидов последовательно ассоциировалось со снижением качества спермы и непоследовательно — со снижением репродуктивного потенциала пары. Более высокое mtDNAcn связано с меньшей концентрацией сперматозоидов, общим числом сперматозоидов, подвижностью и долей сперматозоидов нормальной морфологии, а также с более выраженной фрагментацией ДНК сперматозоидов и аномалиями хроматина. Показана также связь со снижением вероятности наступления беременности и ухудшением качества эмбрионов. Новые данные указывают на ассоциации между mtDNAcn сперматозоидов и измененными паттернами метилирования ядерной ДНК, что поддерживает роль взаимодействия между митохондриями и ядром. В совокупности эти результаты рассматривают mtDNAcn сперматозоидов как биологически информативный и клинически значимый показатель мужского репродуктивного здоровья, который может дополнять или потенциально усиливать традиционный анализ эякулята как в исследованиях, так и в клинической практике.

Выводы: mtDNAcn сперматозоидов перспективен как биомаркер для оценки мужской фертильности, однако его полный клинический потенциал пока не реализован. Для межисследовательской сопоставимости и клинического внедрения необходима стандартизация протоколов измерения в разных фракциях сперматозоидов и на разных лабораторных платформах. Нужны крупные проспективные исследования, чтобы определить клинически значимые пороговые значения и лучше охарактеризовать связь изменений mtDNAcn с нарушением сперматогенеза. Также требуют дальнейшего изучения вмешательства, направленные на биогенез и истощение митохондрий, включая антиоксидантные стратегии и митохондриально-ориентированную фармакотерапию, в контексте мужской фертильности и фекундности. В целом mtDNAcn сперматозоидов может служить дополнительным маркером при оценке мужского репродуктивного здоровья и помочь в развитии подходов прецизионной медицины.

Регистрационный номер: N/A.