微生物叢およびライフスタイル要因に関連するヒト精子細胞のフリーラジカルの測定 (SIRIUS)

現在までに、カップルの 15% が不妊症の問題を経験しており、その 40 ～ 50% は男性の不妊症が原因であると考えられています。 活性酸素種 (ROS)、特にフリーラジカル (最も反応性の高いもの) は、精子の受精能獲得と受精において重要な役割を果たします。 また、男性不妊の主な原因であるとも考えられています。 不妊のフリーラジカル理論は、フリーラジカルによる損傷が男性の不妊の主な原因であると述べています. しかし、寿命が短く、反応性が高いため、測定が困難です。

フリーラジカルの関連性にもかかわらず、現在利用可能な技術が不十分なため、フリーラジカルが正確に生成される場所と時期が現在不明であるため、フリーラジカルは診断バイオマーカーとしても治療の標的としても使用されていません。 したがって、ナノスケールの磁気共鳴測定を可能にするダイヤモンド磁力測定法と呼ばれる新しい技術が利用されます。 この量子センシング技術は非常に感度が高く、細胞レベル以下の分解能でリアルタイムの単一細胞測定が可能です。 他のほとんどの技術とは異なり、この方法はフリーラジカルに特化しています. 原理実験の最初の証明が酵母細胞で公開されており、イノシシ精子のフリーラジカル生成を測定できることを証明する予備データがあります。 フリーラジカルの濃度は、WHO のガイドライン、ライフスタイル要因、および食物摂取に従って、標準的な精液パラメーターに関連し、精液血漿中の微生物叢に関連して、可能な相関関係を調査します。 微生物叢は、生殖の文脈で役割を果たすことが示唆されています。 女性の生殖器系に焦点を当てたいくつかの研究が実施されてきましたが、男性の微生物叢と生殖能力への影響についてはあまり知られていません。 以前は、精液中の細菌の存在が感染の指標であると考えられていました。 次世代の遺伝子ベースのアプローチにより、人間の精液は無菌ではなく、特定の微生物叢をホストしているように見えることが明らかになりました。 精液微生物叢の多様性または特定の細菌の豊富さの変化は、精子細胞の形態および運動性の変化と関連しています。 それにもかかわらず、細菌が精液の質を変えることができる分子プロセスは不明です。 考えられるメカニズムには、フリーラジカルによる損傷または他の分子の変化が関与している可能性があります (例: 脂質の過酸化、DNA の断片化など) により、受精能力が失われる可能性があります。 したがって、フリーラジカルの生成は微生物叢の多様性と相関しており、WHO ガイドラインによって定義された精液パラメーターに関連している可能性があるという仮説が立てられています。

この研究の主な目的は、ダイヤモンド磁気測定法を使用して、ヒト単一精子細胞のフリーラジカルをリアルタイムで測定することです。 これは、フリーラジカル生成における組成の影響を調査するために精液微生物叢の組成と相関しているため、微生物が精液の質を変化させる可能性のあるメカニズムです。 フリーラジカル濃度は、血清中の他の酸化ストレスパラメーターにも関連しており、局所および全身の酸化ストレスを比較しています。 最後に、フリーラジカル濃度は、精液分析パラメーター (WHO ガイドライン)、ライフスタイル要因、および食物摂取量とも関連付けられ、フリーラジカルの形成と精液の質におけるライフスタイルの役割を検出します。

主な研究パラメーターは、精液血漿中の微生物叢と相関し、標準精液パラメーター (WHO)、マロンジアルデヒド (MDA) および血清中の遊離チオール濃度、ライフスタイル要因および食物摂取量に関連する、精子細胞および血清でのフリーラジカル濃度です。 .

患者は、生殖医療センターでの受け入れ時に研究について知らされます。 インフォームド コンセントの後、患者は、標準治療の精液分析のコンテキストで評価のために精液を生成する必要があります。 その精液のサンプルは、フリーラジカルを測定するためのSIRIUS研究のために収集されます. その次に、血清中のフリーラジカル測定のための精液分析と同じ日に患者から血液が採取されます。

フリーラジカル測定は、ダイヤモンド磁力測定法を使用して実行されます。 以前は、ダイヤモンド磁力測定法を使用して、イノシシの精子の頭部の先体におけるラジカル形成を定量化することに成功していました。 これにより、キャパシテーション中にリアルタイムで局所的にラジカル形成を定量化することができました。 このデータはまだ公開されておらず、Romana Schirhagl 博士の研究室で作成されています。

精液血漿微生物叢の組成は、QIAGEN Sample and Assay Technologies を使用した定量的ポリメラーゼ連鎖反応 (qPCR) および 16S リボソームリボ核酸 (rRNA) 配列決定法を使用して評価されます。

血清中のMDA濃度は、チオバルビツール酸反応物質（TBARS）アッセイを使用して測定されます。 エルマン法を用いて血清中の遊離チオール濃度を測定する。 不妊治療を希望するカップルの標準ケアの一環として、ライフスタイル要因に関するアンケートを実施しています。 これらの結果と答えは、SIRIUS でも使用されます。

被験者の食物摂取量の指標として、ワーゲニンゲン大学の食物頻度アンケート（FFQ）が使用されます。