اثر پروتامين و اختلالات آن در پتانسيل باروري مردان

Effect of protamine and Its abnormalities on male fertility potential

در همه پستانداران و جوندگان مورد مطالعه، اسپرم داراي هر دو پروتامين 1 (P1) و پروتامين 2 (P2) بوده است كه نشان دهنده بيان اين دو ژن در سطوح مختلف مولكولي است. هدف از اين مطالعه، بررسي اثر پروتامين و اختلالات آن در پتانسيل باروري مردان است. مواد و روش ها جستجو از پايگاه هاي PubMed و Google Scholar با كليد واژه هاي اسپرم، پروتامين، ناباروري مردان و كروماتين در بازه زماني 1980 تا 2020 انجام گرفت. يافته ها غلظت، تحرك و مورفولوژي اسپرم در بيماران با نسبت هاي متغيري از P1 به P2 در مقايسه با افراد با نسبت طبيعيP1 به P2 كاهش قابل توجهي يافته است كه ارتباط مستقيمي با كاهش توانايي باروري دارد. رايج ترين اختلال پروتامين در مردان نابارور افزايش نسبت P1 به P2 است كه اغلب در نتيجه كاهش سطح پروتيين P2 هم زمان با افزايش سطح پيش سازهاي P2 است. افزايش سطح هيستون B2 (H2B) با سطوح كمتر پروتامين گزارش شده است. هر گونه اختلال در فرآيند بيان هيستون سبب تراكم ناهمسان اوليه ي كروماتين، توقف رونويسي و همچنين نقص در اسپرماتوژنز مي شود. نتيجه گيري نتايج اين مطالعه نشان داد كه نسبت رونويسي پروتامين به عنوان يك نشانگر براي باروري مردان عمل مي كند. نسبت mRNA هاي هيستون/پروتامين براي كيفيت اسپرم مهم هستند و بنابراين مي توانند به عنوان پيش بيني كننده هاي ناباروري مردان استفاده شوند. تغيير سطح پروتامين ها منجر به افزايش حساسيت به آسيب در DNA اسپرم مي شوند كه سبب ناباروري يا نتايج ضعيف در توليد مثل مي گردند.

All studies on mammals and rodents have revealed the presence of protamine 1 (P1) and protamine 2 (P2) in the sperm which is indicative of the expression of these two genes at different molecular levels. The aim of this study was to investigate the effect of protamine and its disorders on male fertility potential. Materials and Methods: Using keywords of sperm, protamine, male infertility, and chromatin we searched PubMed and Google Scholar databases between 1980 and 2020. Results: Sperm concentration, motility, and morphology in the patients with variable P1/P2 ratios were significantly reduced compared to those in the individuals with normal P1/P2 ratios which were directly associated with reduced fertility rate. The most common protamine abnormality in the infertile men was increased P1/P2 ratio which was frequently associated with a decreased level of P2 and increased level of P2 precursors. Increased levels of histone B2 (H2B) in sperm and lower levels of protamine have been reported. Any disturbances in the histone expression process cause inconvenient early chromatin condensation, transcription arrest, as well as spermatogenesis failures. Conclusion: The results of this study showed that the protamine transcripts ratio can be used as a marker for male fertility. Histones/protamines mRNAs ratios are important for sperm quality and therefore can be used as predictors for male infertility. Altered levels of protamines may result in an increased susceptibility to injury in the sperm DNA causing infertility or poor outcome in assisted reproduction.