血漿中のmiR-20a-5p発現は、男性不妊の非侵襲的診断バイオマーカーとしての可能性がある。パイロット研究

Blood plasma miR-20a-5p expression as a potential non-invasive diagnostic biomarker of male infertility: A pilot study.

• Gianmartin Cito
• Maria Elisabetta Coccia
• Francesca Salvianti
• Rossella Fucci
• Rita Picone
• Claudia Giachini
• Andrea Cocci
• Patrizia Falcone
• Elisabetta Micelli
• Pierangelo Verrienti
• Andrea Minervini
• Marco Carini
• Pamela Pinzani
• Alessandro Natali

抄録

背景:

近年、精液中のmiRNAの発現プロファイルの変化は造精機能の低下と関連しており、miRNAが不妊症のバイオマーカーとして利用される可能性が示唆されている。以前の動物実験では、miR-20a-5pが低運動性精子でダウン発現していることが判明しており、細胞のアポトーシスに関連する遺伝子の潜在的な標的であることを示唆している。

BACKGROUND: Recently, alterations in miRNAs expression profile in semen have been linked to damaged spermatogenesis, suggesting miRNAs could be used as potential infertility biomarkers. In previous animal studies, miR-20a-5p was found to be down-expressed in low motile spermatozoa, implying its potential target of genes associated with cell apoptosis.

目的:

非閉塞性無精子症（NOA）患者の血漿中のmiR-20a-5pの発現を、非閉塞性無精子症の対照群と比較して調査した。

OBJECTIVE: To investigate miR-20a-5p expression in blood plasma of patients suffering from non-obstructive azoospermia (NOA), compared to normozoospermic controls.

材料と方法:

2018年1月から2019年12月までの間に、本研究の対象となる52組の不妊カップルの中から、最終的に24組のカップルがこの単心観察前向きパイロット研究に登録された。患者は2つのグループに分けられた。第1群はNOAを持つ男性（n=14）、第2群は女性性尿細管因子不妊症の男性パートナー（n=10）であった。NOA患者はすべて精巣精子採取を受けた。血漿サンプル中の循環性miR-20a-5pの発現をRT-qPCRで評価した。内因性コントロールとしてのmiR-16-5pに対する標的miR-20a-5pの発現を計算するために、2法を用いた相対定量戦略を採用した。

MATERIALS AND METHODS: Between January 2018 and December 2019, from 52 infertile couples eligible for the study, 24 couples were finally enrolled in this monocentric observational prospective pilot study. Patients were included into two groups: Group 1 comprised men with NOA (n = 14) and Group 2 fertile men partners of women with female tubal factor infertility (n = 10). All NOA patients underwent testicular sperm extraction. The expression of circulating miR-20a-5p in plasma samples was assessed by RT-qPCR. A relative quantification strategy was adopted using the 2 method to calculate the target miR-20a-5p expression with respect to miR-16-5p as endogenous control.

結果:

血漿中央値のmiR-20a-5pは、NOAの影響を受けた患者（0.16 2 , 範囲：0.05-0.79 2 ）では、受胎可能な対照群（0.06 2 , 範囲：0.04-0.10 2 ）に比べて有意に高かった（P<.001）。MiR-20a-5pは、卵胞刺激ホルモン(FSH) (r = 0.490, P=.015)および黄体形成ホルモン(LH) (r = 0.462, P=.023)と正の相関があり、血清総テストステロン(TT) (r = 0.534, P=.007)および左右の精巣サイズ(r = 0.473, P=.020およびr = 0.471, P=.020)と負の相関があった。精子回収成功率（SR）は50.0％であった。miR-20a-5pの中央値は、SR成功者とSR陰性者で有意差はなかった。精巣組織学的検査では，6/14例で精子形成不全が42.8％，4/14例で成熟停止が28.6％，4/14例でセルトリ細胞のみの症候群が28.6％であった．miR-20a-5pは病理組織学的パターン間で有意差は認められなかった（P>.05）。

RESULTS: Median blood plasma miR-20a-5p was significantly higher in patients affected by NOA (0.16 2 , range: 0.05-0.79 2 ) than in fertile controls (0.06 2 , range: 0.04-0.10 2 ), P < .001. MiR-20a-5p was positively correlated with follicle-stimulating hormone (FSH) (r  = -0.490, P = .015) and luteinizing hormone (LH) (r  = -0.462, P = .023), and negatively correlated with serum total testosterone (TT) (r  = -0.534, P = .007) and right and left testicular size (r  = -0.473, P = .020 and r  = -0.471, P = .020, respectively). Successful sperm retrieval (SR) rate was 50.0%. Median value of miR-20a-5p did not differ significantly among patients with successful SR and those with negative SR. Testicular histological examination showed: hypospermatogenesis in 6/14 (42.8%), maturation arrest in 4/14 (28.6%), sertoli cell-only syndrome in 4/14 (28.6%). No significant differences in miR-20a-5p were found between histopathological patterns (P > .05).

結論:

MiR-20a-5pは男性不妊の新しい非侵襲的診断バイオマーカーとなりうる。

CONCLUSIONS: MiR-20a-5p could represent a novel non-invasive diagnostic biomarker of male infertility.

© 2020 American Society of Andrology and European Academy of Andrology.