piRNA-reitin merkitys miesten sukusolujen erilaistumisessa ja toiminnassa
Palimo, Riikka (2025-06-26)
piRNA-reitin merkitys miesten sukusolujen erilaistumisessa ja toiminnassa
(26.06.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025063076075
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025063076075
Tiivistelmä
Miesten lisääntymisterveyden tutkimukset ovat osoittaneet miesten lisääntymiskyvyn olleen laskussa jo vuosikymmenten ajan. Kun tarkastellaan suomalaisten miesten tilannetta, voidaan todeta, että jo pelkästään siemennesteen siittiömäärän perusteella puolella miehistä lisääntymiskyky on alentunut. Tämä näkyy myös THL:n tilastoissa hedelmöityshoitojen määrästä Suomessa. Tilastot osoittavat hedelmöityshoitojen määrän kasvaneen tasaisesti vuodesta 2001 saakka.
Spermatogeneesi on tarkoin säädelty prosessi, jonka tavoitteena on tuottaa hedelmöityskykyisiä siittiöitä. Spermatogeneesi voidaan jakaa karkeasti kolmeen vaiheeseen: mitoottiseen vaiheeseen, meioottiseen vaiheeseen ja haploidien solujen erilaistumisvaiheeseen. Erilaistumisen aikana solujen kromatiini pakataan tiiviisti, suurin osa sytoplasmasta poistetaan ja niiden morfologia muuttuu radikaalisti. Spermatogeneesin jälkeen siittiöt siirtyvät kiveksistä kypsymään lisäkiveksiin, joissa ne kehittyvät liikkumiskykyisiksi ja käyvät läpi muutoksia niin RNA- kuin proteiinitasoilla.
piRNA:t ovat pieniä ei-koodaavia RNA-molekyylejä, joiden toiminnan on osoitettu olevan välttämätön osa siittiöiden kypsymisprosessia. Myös piRNA:t voidaan jaotella kolmeen tyyppiin: fetaali-, prepakyteeni- sekä pakyteeni-piRNA:ihin, jotka ilmentyvät sukusolujen erilaistumisen eri vaiheissa. piRNA:t osallistuvat geenien ilmentymisen säätelyyn sitoutumalla sukusoluspesifisiin PIWI-proteiineihin. Interaktio piRNA:iden ja PIWI-proteiinien välillä mahdollistaa piRNA:iden toiminnan sukusoluissa. piRNA:iden toimintamekanismit ovat moninaisia eikä niitä vielä tunneta tarkkaan. Tärkein tunnettu piRNA:iden toimintamekanismi on fetaali-piRNA:iden aikaan saama transposonien hiljentäminen epigeneettisen uudelleenohjelmoinnin aikana alkion sukusoluissa. Toisaalta piRNA:iden tiedetään myös osallistuvan lähetti-RNA:iden säätelyyn ja sitä kautta vaikuttavan solujen proteiinisynteesiin
Vaikka piRNA:iden kaikki toimintamekanismit eivät ole toistaiseksi selvillä, on kuitenkin selvää, että häiriöt piRNA:iden toiminnassa johtavat spermatogeneesin pysähtymiseen. Spermatogeneesin pysähtyminen puolestaan johtaa hedelmättömyyteen sukusolujen erilaistumisen estyessä. piRNA-biogeneesin häiriöt aiheutuvat piRNA-reitin kannalta oleellisinten geenien mutatoituessa. Nämä geenit koodaavat mm. PIWI-proteiineja, TDRD-proteiineja sekä muita piRNA-reitin proteiineja. Ihmisten hedelmättömyyden taustalta on löydetty erinäisiä häiriöitä piRNA-reitin toiminnassa. Nämä häiriöt on yhdistetty mm. atsoospermiaan, eli kypsien siittiöiden puuttumiseen siemennesteessä, sekä siittiöiden puutteelliseen liikkumiskykyyn.
piRNA-reitti ja sen toiminta ovat merkityksellisiä tutkimuskohteita miesten lisääntymisterveyteen ja hedelmättömyyteen liittyvissä tutkimuksissa. piRNA-reitin toiminnan tunteminen auttaa ymmärtämään hedelmättömyyden syitä, ja toisaalta tieto sen toiminnasta avaa myös mahdollisuuksia diagnostisten työkalujen ja hoitojen kehittämiselle.
Spermatogeneesi on tarkoin säädelty prosessi, jonka tavoitteena on tuottaa hedelmöityskykyisiä siittiöitä. Spermatogeneesi voidaan jakaa karkeasti kolmeen vaiheeseen: mitoottiseen vaiheeseen, meioottiseen vaiheeseen ja haploidien solujen erilaistumisvaiheeseen. Erilaistumisen aikana solujen kromatiini pakataan tiiviisti, suurin osa sytoplasmasta poistetaan ja niiden morfologia muuttuu radikaalisti. Spermatogeneesin jälkeen siittiöt siirtyvät kiveksistä kypsymään lisäkiveksiin, joissa ne kehittyvät liikkumiskykyisiksi ja käyvät läpi muutoksia niin RNA- kuin proteiinitasoilla.
piRNA:t ovat pieniä ei-koodaavia RNA-molekyylejä, joiden toiminnan on osoitettu olevan välttämätön osa siittiöiden kypsymisprosessia. Myös piRNA:t voidaan jaotella kolmeen tyyppiin: fetaali-, prepakyteeni- sekä pakyteeni-piRNA:ihin, jotka ilmentyvät sukusolujen erilaistumisen eri vaiheissa. piRNA:t osallistuvat geenien ilmentymisen säätelyyn sitoutumalla sukusoluspesifisiin PIWI-proteiineihin. Interaktio piRNA:iden ja PIWI-proteiinien välillä mahdollistaa piRNA:iden toiminnan sukusoluissa. piRNA:iden toimintamekanismit ovat moninaisia eikä niitä vielä tunneta tarkkaan. Tärkein tunnettu piRNA:iden toimintamekanismi on fetaali-piRNA:iden aikaan saama transposonien hiljentäminen epigeneettisen uudelleenohjelmoinnin aikana alkion sukusoluissa. Toisaalta piRNA:iden tiedetään myös osallistuvan lähetti-RNA:iden säätelyyn ja sitä kautta vaikuttavan solujen proteiinisynteesiin
Vaikka piRNA:iden kaikki toimintamekanismit eivät ole toistaiseksi selvillä, on kuitenkin selvää, että häiriöt piRNA:iden toiminnassa johtavat spermatogeneesin pysähtymiseen. Spermatogeneesin pysähtyminen puolestaan johtaa hedelmättömyyteen sukusolujen erilaistumisen estyessä. piRNA-biogeneesin häiriöt aiheutuvat piRNA-reitin kannalta oleellisinten geenien mutatoituessa. Nämä geenit koodaavat mm. PIWI-proteiineja, TDRD-proteiineja sekä muita piRNA-reitin proteiineja. Ihmisten hedelmättömyyden taustalta on löydetty erinäisiä häiriöitä piRNA-reitin toiminnassa. Nämä häiriöt on yhdistetty mm. atsoospermiaan, eli kypsien siittiöiden puuttumiseen siemennesteessä, sekä siittiöiden puutteelliseen liikkumiskykyyn.
piRNA-reitti ja sen toiminta ovat merkityksellisiä tutkimuskohteita miesten lisääntymisterveyteen ja hedelmättömyyteen liittyvissä tutkimuksissa. piRNA-reitin toiminnan tunteminen auttaa ymmärtämään hedelmättömyyden syitä, ja toisaalta tieto sen toiminnasta avaa myös mahdollisuuksia diagnostisten työkalujen ja hoitojen kehittämiselle.