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目的:不育症影响着10%-20%的夫妇,其中由男方引起的因素占一半,高达60-75%的男性不育患者病因仍不明,但常伴有无精症或寡精症。本研究探讨不明原因的非梗阻性无精症(NOA)患者的减数分裂改变情况并探讨microRNAs(miRNAs)对其调控的分子机制,为男性不育的病因和诊疗提供新线索。方法:运用近年发展的免疫荧光细胞遗传学方法(能同时鉴定减数分裂同源染色体联会形成的联会复合体(SC)和同源染色体重组交换蛋白MLH1),运用荧光标记的SCP1/SCP3、MLH1和着丝粒抗体对30例NOA患者及15例精子发生正常的睾丸组织进行免疫荧光染色,分析减数分裂联会和重组交换情况。通过深度测序技术筛选正常男性与不同病理类型的NOA睾丸组织中差异表达的miRNAs;利用原位杂交技术(ISH)和免疫组织化学技术(IHC)确定miRNA和其靶蛋白质在睾丸组织上的定位;利用luciferase assay、基因干扰(RNAi)、real-time PCR技术和Western blot技术研究miRNA作用的信号通路;运用睾丸活体电转染技术研究miRNA作用的体内功能。结果:NOA患者减数分裂时相出现显著的异质性:近一半患者无任何减数分裂细胞,表现为Sertoli cell only;2例患者的精母细胞停滞在减数分裂前期的偶线期或粗线期早期;其余患者减数分裂可以进行,但粗线期细胞的染色体联会和重组的保真度出现受损。这些患者细线期和偶线期的细胞数目以及粗线期出现未配对染色体区域的频率均显著高于正常对照,提示减数分裂过程停滞或发生异常;粗线期MLH1数目显著降低,常染色体及性染色体上无重组交换发生的的频率明显增高,提示同源染色体重组交换缺陷。NOA睾丸组织中发现近200种显著改变的miRNAs。选取下调比较显著的miR-383为研究对象,原位杂交显示其主要表达于人精原细胞及初级精母细胞。miR-383通过影响mRNA稳定性靶向转录因子IRF1,进而抑制IRF1靶基因Cyclin D1、CDK2及p21表达,最终导致G1期关键调控因子pRb磷酸化水平降低。结论:miRNA调控的减数分裂相关蛋白的改变可导致精子发生停滞,揭示了部分不明原因男性不育的病因。深入了解miRNA作用的分子调控机制可使miRNA应用于男性不育的治疗成为可能。