title: Active demethylation and fragmentation of DNA in spermatozoa of patients with normo- and pathozoospermia
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Мекина Ирина Дмитриевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Mekina Irina Dmitrievna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Староверов Дмитрий Александрович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Staroverov Dmitrij Aleksandrovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Пендина Анна Андреевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Pendina Anna Andreevna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2024-07-25T11:51:57Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2024-07-25T11:51:57Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2024
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 110982
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/47128
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Бесплодие с каждым годом становится все более актуальной медико-социальной проблемой. В половине случаев оно обусловлено мужским фактором. В 40% случаев причину мужского бесплодия установить не удаётся и такое бесплодие называется идиопатическим. Одной из причин бесплодия могут быть нарушения в эпигенетической программе половых клеток, обусловленные аномальным метилированием ДНК. Аномалии в метилировании ДНК могут появляться в результате активного деметилирования за счёт окисления 5-метилцитозина (5mC) до 5-гидроксиметилцитозина (5hmC) опосредованного белками семейства ТЕТ, или активными формами кислорода в результате оксидативного стресса. Причиной последнего может быть влияние различных внешних и внутренних факторов, вследствие чего может происходить нарушение целостности ДНК и изменения в эпигенетическом профиле сперматозоидов. Ранее было установлено, что для мужских половых клеткок характерно гиперметилирование ДНК, а гидроксиметилированная ДНК появляется лишь в некоторых гаметах, и причина этого явления не ясна. Целью исследования является анализ характера взаимосвязи процессов активного деметилирования ДНК и фрагментации ДНК при нарушении сперматогенеза. Для достижения на первом этап проводили фракционирование образцов нативного эякулята каждого для разделения сперматозоидов в зависимости от их морфокинетических характеристик. В ходе эксперимента анализировались фракции нативного эякулята, нормальных сперматозоидов и аномальных сперматодоидов. Далее на препаратах сперматозоидов проводилось выявление и подсчёт доли клеток с фрагментированной ДНК с помощью метода TUNEL, гидроксиметилированной ДНК за счёт иммуноцитохимического окрашивания с 5hmC специфичными антителами и одновременно с фрагментированной и гидроксиметилированной ДНК. Для выявления ТЕТ кодирующих последовательностей проводилось выделение РНК из фракций нормальных и аномальных сперматозоидов с последующими ПЦР с обратной транскрипцией и ПЦР в реальном времени со специфичными праймерами. Для анализа данных был использован коэффициент ранговой корреляции Спирмана, парный t-критерий Вилкоксона и программа GraphPad Prism 8.0. Было выявлено что доля клеток одновременно с фрагментированной и гидроксиметилированной ДНК выше во фракции аномальных сперматозоидов, в которой также была обнаружена сильная взаимосвязь между процессами гидроксиметилирования и нарушения целостности ДНК, и предположен единый триггер – активные формы кислорода. Также фракция аномальных сперматозоидов характеризовалась наибольшим уровнем содержания тотальной и ТЕТ кодирующей РНК, что может являться потенциальным негативным биомаркером. Таким образом, данные, полученные в ходе исследования, позволили не только предположить причины гидроксиметилирования ДНК в эякулированных сперматозоидах, но и выявить новые потенциальные биомаркеры качества сперматозоидов, что создаёт предпосылки к дальнейшему изучению механизмов эпигенетического репрограммирования половых клеток, а также поиску причин и средств лечения мужского бесплодия.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Infertility is becoming an increasingly urgent medical and social problem every year. In half of the cases, it is due to the male factor. In 40% of cases, the cause of male infertility cannot be determined and such infertility is called idiopathic. One of the causes of infertility may be disorders in the epigenetic program of germ cells due to abnormal DNA methylation. Abnormalities in DNA methylation can occur as a result of active demethylation due to oxidation of 5-methylcytosine (5mC) to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) mediated by TET family proteins, or by reactive oxygen species as a result of oxidative stress. The reason for the latter may be the influence of various external and internal factors, as a result of which there may be a violation of DNA integrity and changes in the epigenetic profile of spermatozoa. Previously, it was found that DNA hypermethylation is characteristic of male germ cells, and hydroxymethylated DNA appears only in some gametes, and the reason for this phenomenon is not clear. The aim of the study is to analyze the nature of the relationship between the processes of active DNA demethylation and DNA fragmentation in violation of spermatogenesis. To achieve this, at the first stage, fractionation of samples of each native ejaculate was performed to separate the spermatozoa depending on their morphokinetic characteristics. The fractions of native ejaculate, normal spermatozoa and abnormal spermatozoa were analyzed during the experiment. Further, the proportion of cells with fragmented DNA was detected and counted on sperm preparations using the TUNEL method, hydroxymethylated DNA due to immunocytochemical staining with 5hmC specific antibodies and simultaneously with fragmented and hydroxymethylated DNA. To identify TET coding sequences, RNA was isolated from fractions of normal and abnormal spermatozoa, followed by reverse transcription PCR and real-time PCR with specific primers. Spearman's rank correlation coefficient, the Wilcoxon paired t-test and the GraphPad Prism 8.0 program were used to analyze the data. It was revealed that the proportion of cells simultaneously with fragmented and hydroxymethylated DNA is higher in the fraction of abnormal spermatozoa, in which a strong relationship between the processes of hydroxymethylation and DNA integrity disorders was also found, and a single trigger was assumed – reactive oxygen species. Also, the fraction of abnormal spermatozoa was characterized by the highest levels of total and TET coding RNA, which may be a potential negative biomarker. Thus, the data obtained during the study allowed not only to suggest the causes of DNA hydroxymethylation in ejaculated sperm, but also to identify new potential biomarkers of sperm quality, which creates prerequisites for further study of the mechanisms of epigenetic reprogramming of germ cells, as well as the search for causes and remedies for male infertility.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: сперматогенез
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: эпигенетика
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: метилирование
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: деметилирование
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: гидроксиметилирование
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: бесплодие
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: spermatogenesis
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: epigenetics
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: methylation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: demethylation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: hydroxymethylation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: infertility
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Active demethylation and fragmentation of DNA in spermatozoa of patients with normo- and pathozoospermia
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Активное деметилирование и нарушение целостности ДНК в сперматозоидах пациентов с нормо- и патозооспермией
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: Diplom_Staroverov.docx
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/47128/2/Diplom_Staroverov.docx
resources.format: Microsoft Word XML
resources.description: Article
resources.size: 3,11 MB
resources.filename: reviewSV__angl_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Staroverov.docx
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/47128/3/reviewSV__angl_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Staroverov.docx
resources.format: Microsoft Word XML
resources.description: ReviewSV
resources.size: 13,42 kB
resources.filename: reviewSV__Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Staroverov.docx
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/47128/4/reviewSV__Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Staroverov.docx
resources.format: Microsoft Word XML
resources.description: ReviewSV
resources.size: 14,32 kB