Luận án tiến sĩ: Tính đa hình gen enzyme chống oxy hóa và mối liên hệ với vô sinh nam

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu tính đa hình của một số gen mã hóa enzyme chống oxy hóa trên bệnh nhân vô sinh nam, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề xuất

• Tác giả: Bích Huy Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đăng Tôn
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Đa Hình Gen Enzyme Chống Oxy Hóa Ở Bệnh Nhân Vô Sinh Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Khái niệm vô sinh nam
• 1.2. Khái quát tình hình vô sinh và vô sinh nam tại Việt Nam
• 1.3. Những nguyên nhân bệnh sinh và yếu tố nguy cơ của vô sinh nam
• 1.3.1. Nguyên nhân không do di truyền
• 1.3.2. Nguyên nhân di truyền
• 1.3.3. Ảnh hưởng tác động yếu tố di truyền ngoài gen
• 1.3.4. Đặc điểm lão sáng và ảnh hưởng của môi trường
• 1.4. Stress oxy hóa và vô sinh nam
• 1.4.1. Ảnh hưởng của stress oxy hóa đến tình trạng vô sinh nam
• 1.4.2. Đa dạng di truyền một số gen chống oxy hóa liên quan đến vô sinh nam
• 1.5. Tình hình nghiên cứu bệnh vô sinh nam tại Việt Nam và trên thế giới
• 1.5.1. Những hướng nghiên cứu và nguyên nhân di truyền của bệnh vô sinh nam trên thế giới
• 1.5.2. Những hướng nghiên cứu và vô sinh nam tại Việt Nam
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu và thời gian nghiên cứu
• 2.2. Xây dựng phiếu thu thập thông tin nghiên cứu
• 2.3. Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu
• 2.4. Tiêu chuẩn chọn mẫu nghiên cứu
• 2.5. Thiết kế nghiên cứu và cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.6. Dụng cụ và hóa chất trong nghiên cứu
• 2.6.1. Dụng cụ được sử dụng trong nghiên cứu
• 2.6.2. Hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu
• 2.7.1. Xác định mức độ stress oxy hóa của mẫu tinh dịch
• 2.7.2. Tách chiết và xác định nồng độ DNA tảng số
• 2.7.3. PCR khuếch đại đặc hiệu các đoạn gen chứa biến thể quan tâm
• 2.7.4. Giải trình tự Sanger
• 2.7.5. Phân tích số liệu nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đặc điểm nhân khẩu học và các chỉ số lâm sàng của đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Xác định mức độ stress oxy hóa của mẫu tinh dịch
• 3.3. Xác định các đa hình của một số gen chống oxy hóa
• 3.4. Kết quả tách chiết DNA tảng số và khuếch đại các đoạn gen chứa biến thể quan tâm
• 3.5. Phân tích biến thể gen của các đối tượng nghiên cứu
• 3.6. Khảo sát mối liên quan giữa các biến thể di truyền của các gen chống oxy hóa với tình trạng vô sinh và tình trạng oxy hóa
• 3.7. Đánh giá đặc điểm di truyền của nhóm bệnh nhân vô sinh nam và đối chứng trong mối tổng quan với những thông số cơ bản của tinh dịch
• 3.8. Mối tổng quan giữa đặc điểm di truyền và đặc điểm lâm sàng của tinh trùng ở nhóm bệnh nhân vô sinh nam
• 3.9. Đánh giá mối liên hệ giữa mức độ stress oxy hóa với chỉ số lâm sàng của tinh trùng và đặc điểm di truyền ở bệnh nhân nam vô sinh
• 3.10. Đánh giá mối liên hệ giữa mức độ tổ hợp kiểu gen nghiên cứu đến tình trạng vô sinh nam và mức độ stress oxy hóa của tinh trùng
• 3.11. Khảo sát tác động các biến thể di truyền và yếu tố BMI đến tình trạng vô sinh nam
• 3.12. Vai trò của biến đổi di truyền trong các gen tham gia chống stress oxy hóa với nguy cơ vô sinh nam
• 3.12.1. Đa hình gen SOD1
• 3.12.2. Đa hình gen SOD2
• 3.12.3. Đa hình gen CAT
• 3.12.4. Đa hình gen NOS3
• 3.13. Tương tác qua lại giữa các nhóm gen chống oxy hóa trong mối liên quan với mức độ stress oxy hóa và tình trạng vô sinh nam
• 3.14. Tầm quan trọng của dấu ấn phân tử liên quan đến stress oxy hóa/vô sinh nam và phương hướng áp dụng trong điều trị vô sinh nam vô căn
• 3.15. Những giới hạn trong sàng lọc đa hình gen chống oxy hóa liên quan tới vô sinh nam vô căn và xu hướng khắc phục
• CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về vô sinh nam

Vô sinh nam là tình trạng mà nam giới không thể có con sau một năm quan hệ tình dục không sử dụng biện pháp tránh thai. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), nguyên nhân vô sinh có thể do nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố di truyền và môi trường. Tình trạng này đang gia tăng và cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để tìm ra nguyên nhân và phương pháp điều trị hiệu quả. Đặc biệt, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng stress oxy hóa có thể ảnh hưởng đến chất lượng tinh trùng, dẫn đến vô sinh. Việc nghiên cứu các đa hình gen liên quan đến các enzyme chống oxy hóa có thể giúp hiểu rõ hơn về cơ chế gây ra vô sinh nam.

II. Tình hình nghiên cứu về vô sinh nam tại Việt Nam

Tại Việt Nam, tỷ lệ vô sinh nam đang có xu hướng gia tăng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố như tuổi tác, lối sống và di truyền có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nam giới. Các nghiên cứu về tính đa hình gen của các enzyme chống oxy hóa như SOD1, SOD2, CAT và NOS3 đã được thực hiện để xác định mối liên hệ giữa các biến thể di truyền này và tình trạng vô sinh. Những nghiên cứu này không chỉ giúp xác định nguyên nhân mà còn mở ra hướng đi mới trong việc điều trị vô sinh nam.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích gen để xác định các đa hình gen của các enzyme chống oxy hóa ở nhóm nam giới vô sinh. Mẫu máu được thu thập từ 107 nam giới vô sinh và 85 nam giới khỏe mạnh. Các biến thể gen được phân tích bằng phương pháp PCR và giải trình tự Sanger. Kết quả sẽ được so sánh giữa hai nhóm để xác định mối liên hệ giữa các biến thể di truyền và tình trạng vô sinh. Phương pháp này giúp cung cấp thông tin quan trọng về vai trò của enzyme trong quá trình sinh sản.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về tỷ lệ các đa hình gen giữa nhóm nam giới vô sinh và nhóm khỏe mạnh. Các biến thể gen SOD1, SOD2, CAT và NOS3 có liên quan chặt chẽ đến tình trạng vô sinh. Cụ thể, các biến thể như SOD2 (rs4880) và NOS3 (-786C>T) đã được xác định là yếu tố nguy cơ cao gây vô sinh. Những phát hiện này không chỉ khẳng định vai trò của enzyme chống oxy hóa trong việc bảo vệ chất lượng tinh trùng mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong điều trị vô sinh nam.

V. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính đa hình gen của các enzyme chống oxy hóa có ảnh hưởng đáng kể đến tình trạng vô sinh nam. Việc hiểu rõ mối liên hệ này có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho bệnh nhân vô sinh. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố di truyền và môi trường để có cái nhìn toàn diện hơn về nguyên nhân gây vô sinh. Các biện pháp can thiệp sớm có thể giúp cải thiện khả năng sinh sản cho nam giới, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà GIÁO DĀC VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ ĐÀO T¾O VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HâC VIàN KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà B¾CH HUY ANH NGHIÊN CĄU TÍNH ĐA HÌNH CĂA MÞT SÞ GEN MÃ HÓA ENZYME CHÞNG OXY HÓA TRÊN BàNH NHÂN VÔ SINH NAM LUÂN ÁN TI¾N S) CÔNG NGHà SINH HâC Hà Nßi - 2024 Bà GIÁO DĀC VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ ĐÀO T¾O VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HâC VIàN KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà B¾CH HUY ANH NGHIÊN CĄU TÍNH ĐA HÌNH CĂA MÞT SÞ GEN MÃ HÓA ENZYME CHÞNG OXY HÓA TRÊN BàNH NHÂN VÔ SINH NAM LUÂN ÁN TI¾N S) CÔNG NGHà SINH HâC Mã sß: 9 42 02 01 Xác nhÃn căa Ng°ái h°ßng dÁn 1 Ng°ái h°ßng dÁn 2 Hãc vián Khoa hãc và Công nghá PGS. Nguyßn Đăng Tôn PGS. TrÁn Đąc Ph¿n Hà Nßi - 2024 i LàI CAM ĐOAN Tôi là B¿ch Huy Anh, nghiên cąu sinh khoa Công nghá sinh hãc, Hãc vián Khoa hãc và Công nghá Viát Nam, khóa 2018, xin cam đoan: 1. Đây là luÁn án do bÁn thân tôi trực tiÁp thực hián d°ßi sự h°ßng d¿n khoa hãc căa PGS.

Nguyßn Đăng Tôn và PGS. Những kÁt quÁ thu đ°ÿc căa luÁn án là mßi, trung thực, ch°a tćng đ°ÿc công bá trong bÃt kỳ công trình nào khác, đ°ÿc tài trÿ mát phÅn bãi Quỹ Phát triển Khoa hãc & Công nghá Quác gia (nhiám vā: 108.05) và nhÁn hß trÿ mát phÅn tć đà tài cÃp Bá: <Nghiên cąu xác đánh đát biÁn/đa hình gen chuyển hóa xenobiotics ąng dāng trong chẩn đoán vô sinh nam=. Chă nhiám đà tài: PGS. TrÅn Đąc PhÃn, Bá môn Y sinh hãc – Di truyÃn, Đ¿i hãc Y Hà Nái.

Các kÁt quÁ công bá chung đã đ°ÿc cán bá h°ßng d¿n và các đßng tác giÁ cho phép sử dāng trong luÁn án. Hà Nội, ngày 03 tháng 03 năm 2024 Nghiên cąu sinh B¿ch Huy Anh ii LàI CÀM ¡N ĐÅu tiên, tôi xin đ°ÿc bày tß lòng kính trãng và biÁt ¢n sâu sÃc tßi: PGS. Nguyßn Đăng Tôn, Tr°ãng phòng Phân tích há gen - Vián Nghiên cąu há gen - Vián Hàn lâm Khoa hãc và Công nghá Viát Nam và PGS. TrÅn Đąc PhÃn - Nguyên Chă nhiám Bá môn Y sinh hãc – Di TruyÃn, Tr°áng Đ¿i hãc Y Hà Nái đã h°ßng d¿n, đánh h°ßng và t¿o mãi điÃu kián thuÁn lÿi cho tôi trong suát quá trình hãc tÁp, nghiên cąu cũng nh° thực hián luÁn án.

Tôi xin đ°ÿc cÁm ¢n sự hß trÿ, giúp đỡ, ăng há và tham gia nhiát tình căa các cán bá thuác Phòng Phân tích há gen - Vián Nghiên cąu há gen; và các cán bá căa Bá môn Y sinh hãc-Di truyÃn, Tr°áng đ¿i hãc Y Hà Nái trong suát thái gian thực hián luÁn án. Tôi xin trân trãng cÁm ¢n Ban Lãnh đ¿o Bánh vián B°u đián, cán bá khoa Hß trÿ sinh sÁn đã giúp đỡ và t¿o điÃu kián thuÁn lÿi và mãi mặt để hß trÿ tôi thực hián và hoàn thành ch°¢ng trình hãc tÁp, cũng nh° luÁn án. Tôi xin cÁm ¢n Ban Giám đác và các cán bá, giÁng vián Khoa Công nghá sinh hãc, Hãc vián Khoa hãc và Công nghá, Vián Hàn lâm Khoa hãc và Công nghá Viát Nam đã t¿o điÃu kián thuÁn lÿi nhÃt cho tôi trong quá trình hãc tÁp và nghiên cąu. Tôi xin cÁm ¢n Bá phÁn Đào t¿o - Vián Nghiên cąu há gen đã t¿o điÃu kián thuÁn lÿi nhÃt cho tôi trong quá trình hãc tÁp và nghiên cąu.

Đặc biát nghiên cąu sinh bày tß lòng biÁt ¢n vô h¿n đái vßi gia đình: bá, mẹ, anh em, vÿ, con và b¿n bè đßng nghiáp đã luôn tin t°ãng hß trÿ-đây là ngußn đáng viên tinh thÅn lßn lao đái vßi tôi trong suát quá trình hãc tÁp, nghiên cąu, hoàn thành luÁn án. Hà Nái, ngày 03 tháng 03 năm 2024 Nghiên cąu sinh B¿ch Huy Anh iii MĀC LĀC LàI CAM ĐOAN i LàI CÀM ¡N. iii DANH MĀC CÁC TĆ VIÀT TÂT. vi DANH MĀC BÀNG.

vii DANH MĀC HÌNH. TàNG QUAN TÀI LIàU. Khái niám vô sinh nam. Khái quát tình hình vô sinh và vô sinh nam t¿i Viát Nam.

Những nguyên nhân bánh sinh và yÁu tá nguy c¢ căa vô sinh nam. Nguyên nhân không do di truyÃn. Nguyên nhân di truyÃn. Ành h°ãng tć yÁu tá di truyÃn ngo¿i gen.

Đặc điểm lái sáng và Ánh h°ãng căa môi tr°áng. Stress oxy hóa và vô sinh nam. Ành h°ãng căa stress oxy hóa đÁn tình tr¿ng vô sinh nam. Đa d¿ng di truyÃn mát sá gen cháng oxy hóa liên quan đÁn vô sinh nam.

Tình hình nghiên cąu bánh vô sinh nam t¿i Viát Nam và trên thÁ gißi. Những h°ßng nghiên cąu và nguyên nhân di truyÃn căa bánh vô sinh nam trên thÁ gißi. Những h°ßng nghiên cąu và vô sinh nam t¿i Viát Nam. VÀT LIàU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU.

Đái t°ÿng nghiên cąu và thái gian nghiên cąu. Xây dựng phiÁu thu thÁp thông tin nghiên cąu. Thái gian và đáa điểm tiÁn hành nghiên cąu. Tiêu chuẩn chãn m¿u nghiên cąu.

ThiÁt kÁ nghiên cąu và cỡ m¿u nghiên cąu. Dāng cā và hóa chÃt trong nghiên cąu. Dāng cā đ°ÿc sử dāng trong nghiên cąu. Hóa chÃt đ°ÿc sử dāng trong nghiên cąu.

Ph°¢ng pháp nghiên cąu. Xác đánh mąc đá stress oxy hóa căa m¿u tinh dách. Tách chiÁt và xác đánh nßng đá DNA táng sá. PCR khuÁch đ¿i đặc hiáu các đo¿n gen chąa biÁn thể quan tâm.

GiÁi trình tự Sanger. Phân tích sá liáu nghiên cąu. Phân tích kÁt quÁ giÁi trình tự Sanger. Phân tích tháng kê.

KÀT QUÀ NGHIÊN CĄU. Đặc điểm nhân khẩu hãc và các chß sá lâm sàng căa đái t°ÿng nghiên cąu56 3. Xác đánh mąc đá stress oxy hoá căa m¿u tinh dách. Xác đánh các đa hình căa mát sá gen cháng oxy hóa.

KÁt quÁ tách chiÁt DNA táng sá và khuÁch đ¿i các đo¿n gen chąa biÁn thể quan tâm. Phân tích biÁn thể gen căa các đái t°ÿng nghiên cąu. KhÁo sát mái liên quan giữa các biÁn thể di truyÃn căa các gen cháng oxy hóa vßi tình tr¿ng vô sinh và tình tr¿ng oxy hóa. Đánh giá đặc điểm di truyÃn căa nhóm bánh nhân vô sinh nam và đái chąng trong mái t°¢ng quan vßi những thông sá c¢ bÁn căa tinh dách.

Mái t°¢ng quan giữa đặc điểm di truyÃn và đặc điểm lâm sàng căa tinh trùng ã nhóm bánh nhân vô sinh nam. Đánh giá mái liên há giữa mąc đá stress oxy hoá vßi chß sá lâm sàng căa tinh trùng và đặc điểm di truyÃn ã bánh nhân nam vô sinh. Đánh giá mái liên há giữa mát sá tá hÿp kiểu gen nghiên cąu đÁn tình tr¿ng vô sinh nam và mąc đá stress oxy hoá căa tinh trùng. KhÁo sát tác đáng các biÁn thể di truyÃn và yÁu tá BMI đÁn tình tr¿ng vô sinh nam.

Vai trò căa biÁn đái di truyÃn trong các gen tham gia con đ°áng cháng stress oxy hoá vßi nguy c¢ vô sinh nam. Đa hình gen SOD1. Đa hình gen SOD2. Đa hình gen CAT.

Đa hình gen NOS3. T°¢ng tác qua l¿i giữa các nhóm gen cháng oxy hoá trong mái liên quan vßi mąc đá stress oxy hoá và tình tr¿ng vô sinh nam. TÅm quan trãng căa dÃu Ãn phân tử liên quan đÁn stress oxy hoá/vô sinh nam và ph°¢ng h°ßng áp dāng trong điÃu trá vô sinh nam vô căn. Những gißi h¿n trong sàng lãc đa hình gen cháng oxy hóa liên quan tßi vô sinh nam vô căn và xu h°ßng khÃc phāc.

110 KÀT LUÀN VÀ KIÀN NGHà. 114 CÔNG TRÌNH CĂA TÁC GIÀ LIÊN QUAN ĐÀN LUÀN ÁN. 115 TÀI LIàU THAM KHÀO. 132 vi DANH MĀC CÁC TĆ VIÀT TÂT Tên vi¿t tắt Tên đÁy đă ti¿ng Anh Ngh*a ti¿ng Viát aa Amino acid BMI Body mass index Chß sá khái c¢ thể CAT Catalase CNV Copy number variant BiÁn thể sá bÁn sao CSDL C¢ sã dữ liáu DMSO Dimethyl sulfoxit DNA Deoxyribonucleic acid dNTP Deoxynucleoside triphosphate EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid ESE Exonic Splicing Enhancers GPX Glutathion peroxidase GST Glutathion S-transferase GSTM1 Glutathione S-transferase Mu 1 GSTT1 Glutathione S-Transferase Theta 1 HET Heterozygous Dá hÿp tử HOM Homozygous Đßng hÿp tử Nicotinamide adenine dinucleotide NADPH phosphate NGS Next generation sequencing GiÁi trình tự gen thÁ há mßi NOS Nitric Oxide Synthase NOX5 NADPH oxydase NADPH oxy hóa NST Nhißm sÃc thể OR Tß sá nguy c¢ PCR Polymerase Chain Reaction PhÁn ąng chußi khuÁch đ¿i PRX Peroxydoxin qPCR Quantitative PCR PCR đánh l°ÿng ROS Reactive oxygen species Stress oxy hoá RI Reliability index Chß sá tin cÁy RG Reaction gel Gel phÁn ąng RNA Ribonucleic acid SNP Single nucleotide polymorphism Đa hình đ¢n nucleotide Antioxidants-Related Superoxide SOD Dismutase TRX Thioredoxin WES Whole exome sequencing GiÁi trình tự toàn bá vùng mã hóa WHO World Health Organization Tá chąc Y tÁ ThÁ gißi vii DANH MĀC BÀNG BÁng 1.

Các enzyme cháng oxy hóa chính trong quá trình sinh tinh. Những biÁn thể di truyÃn thuác các gen mã hóa cho enzyme cháng oxy hóa liên quan đÁn vô sinh nam. Các chß sá đánh giá chÃt l°ÿng tinh trùng (Theo WHO 2010). Trình tự mßi sử dāng cho khuÁch đ¿i các đo¿n gen mang biÁn thể thuác SOD1, SOD2, CAT và NOS3.

Thành phÅn phÁn ąng PCR giÁi trình tự. Đặc điểm nhân khẩu hãc căa các m¿u nghiên cąu. Mąc đá stress oxy hoá căa các m¿u tinh trùng trong nhóm vô sinh nam. TÅn sá allele và tÅn sá kiểu gen căa biÁn thể SOD1 7958 G>A (rs4998557).

TÅn sá allele và tÅn sá kiểu gen căa biÁn thể SOD2 c. TÅn sá allele và tÅn sá kiểu gen căa biÁn thể CAT -262C>T (rs1001179). TÅn sá allele và tÅn sá kiểu gen căa biÁn thể NOS3 -786C>T (rs2070744). Phân bá căa các SNP (SOD1 7958G>A, SOD2 c.47T>C, CAT -262C>T và NOS3 -786C>T) trong nhóm bánh nhân vô sinh nam và nhóm đái chąng.

Mái t°¢ng quan giữa đặc điểm căa tinh trùng vßi kiểu gen ã nhóm bánh nhân vô sinh nam. Phân bá kiểu gen và allele căa các gen SOD1, SOD2, CAT và NOS3. Phân bá căa các tá hÿp kiểu gen ã nhóm vô sinh nam và nhóm đái chąng. So sánh tß suÃt chênh căa các kiểu gen và tá hÿp gen tiÃm năng liên quan đÁn nguy c¢ vô sinh nam.

Sự phân bá căa các tá hÿp kiểu gen ã giữa hai nhóm bánh nhân vô sinh nam có mąc đá stress oxy hoá tinh trùng cao và thÃp. Phân tích đa biÁn mái liên há giữa đa hình gen SOD1 và yÁu tá BMI vßi tình tr¿ng vô sinh nam. Phân tích đa biÁn mái liên há giữa đa hình gen SOD2 và yÁu tá BMI vßi tình tr¿ng vô sinh nam. Phân tích đa biÁn mái liên há giữa đa hình gen NOS3 và yÁu tá BMI vßi tình tr¿ng vô sinh nam .