ARMC2,全称为Armadillo重复蛋白2,是一种在细胞中表达的蛋白质,属于Armadillo重复蛋白家族。Armadillo重复蛋白家族成员在多种细胞过程中发挥作用,包括细胞粘附、信号转导和细胞骨架组织等。ARMC2在生物医学领域的研究主要集中在与男性不育相关的精子形态缺陷,特别是在精子鞭毛的形态异常方面。
根据Coutton等人2019年的研究,ARMC2基因的双等位基因突变与人类和小鼠中严重的精子鞭毛形态异常(MMAF)有关,导致精子鞭毛结构异常,如短、螺旋、缺失或不规则,进而引起弱精症,这是精子质量缺陷中最严重的形式之一[1]。这项研究通过全外显子测序(WES)在168名具有典型MMAF表型的男性不育患者中发现了5名无关个体携带ARMC2基因的纯合有害突变。使用CRISPR-Cas9技术生成的纯合Armc2突变小鼠也表现出MMAF表型,从而证实了ARMC2在人类MMAF中的作用。免疫染色实验表明,ARMC2突变个体和突变小鼠中轴丝中央对复合物(CPC)蛋白SPAG6和SPEF2缺失,而其他测试的轴丝和周轴丝成分存在,这表明ARMC2参与了CPC的组装和/或稳定性。
Arora等人2024年的综述文章中提到,ARMC2基因突变是导致精子鞭毛形态异常的基因之一,与多种鞭毛形态异常相关[2]。Wang等人2022年的研究表明,ARMC2基因突变不仅导致精子鞭毛形态异常,还可能影响精子头部结构,从而影响精子的活力和受精能力[3]。Wu等人2025年的研究进一步扩展了ARMC2突变的表型,发现ARMC2基因突变除了与MMAF相关外,还与原发性纤毛运动不良(PCD)的肺部表现有关,如反复呼吸道感染、支气管炎和鼻窦炎[4]。
Muroňová等人2025年的研究发现,在MMAF条件下,精子头部缺陷与胚胎发育的潜力相关。他们使用四种敲除小鼠系(Cfap43、Cfap44、Armc2和Ccdc146基因),这些基因与人类和小鼠中的MMAF综合征相关,研究发现这些基因敲除小鼠的精子对胚胎发育的支持能力显著降低,并且精子核缺陷的严重程度与胚胎发育失败率相关[5]。Beurois等人2019年的研究报道了CFAP70基因突变导致男性不育,因为CFAP70基因编码的调节蛋白在精子鞭毛中表达,参与外臂的组装和/或稳定性[6]。
Pereira等人2019年的研究分析了与赛马速度相关的基因区域,发现ARMC2基因与赛马的速度性能相关[7]。Zhuo等人2025年的研究分析了ARMCs在胰腺腺癌(PAAD)中的表达和预后价值,发现ARMC1和ARMC10的表达与PAAD患者的低生存率相关,ARMC2、ARMC5、ARMC6和ARMC10与PAAD的晚期阶段相关[8]。
综上所述,ARMC2基因在精子鞭毛的形态和功能中发挥重要作用,其突变导致精子鞭毛形态异常,进而引起男性不育。此外,ARMC2基因突变还可能与原发性纤毛运动不良的肺部表现相关。ARMC2基因的研究不仅有助于深入理解精子鞭毛的形成和功能,还为男性不育的诊断和治疗提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Coutton, Charles, Martinez, Guillaume, Kherraf, Zine-Eddine, Arnoult, Christophe, Ray, Pierre F. 2019. Bi-allelic Mutations in ARMC2 Lead to Severe Astheno-Teratozoospermia Due to Sperm Flagellum Malformations in Humans and Mice. In American journal of human genetics, 104, 331-340. doi:10.1016/j.ajhg.2018.12.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30686508/
2. Arora, Manvi, Mehta, Poonam, Sethi, Shruti, Samara, Mary, Singh, Rajender. 2024. Genetic etiological spectrum of sperm morphological abnormalities. In Journal of assisted reproduction and genetics, 41, 2877-2929. doi:10.1007/s10815-024-03274-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39417902/
3. Wang, Jiaxiong, Liu, Xiaoran, Zhang, Ce, Yang, Shenmin, Zhao, Jing. 2022. Patient with multiple morphological abnormalities of sperm flagella caused by a novel ARMC2 mutation has a favorable pregnancy outcome from intracytoplasmic sperm injection. In Journal of assisted reproduction and genetics, 39, 1673-1681. doi:10.1007/s10815-022-02516-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35543806/
4. Wu, Baoyan, Zhang, Wenhao, Yu, Hui, Lv, Mingrong, Tang, Dongdong. 2025. Broadening the ARMC2 mutational phenotype: linking multiple morphological abnormalities of the Flagella to Pulmonary Manifestations in Primary Ciliary Dyskinesia. In Reproductive biology and endocrinology : RB&E, 23, 48. doi:10.1186/s12958-025-01385-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40158138/
5. Muroňová, Jana, Lambert, Emeline, Thamwan, Chanyuth, Martinez, Guillaume, Arnoult, Christophe. . A comprehensive study of the sperm head defects in MMAF condition and their impact on embryo development in mice. In Molecular human reproduction, 31, . doi:10.1093/molehr/gaaf006. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40070084/
6. Beurois, Julie, Martinez, Guillaume, Cazin, Caroline, Ray, Pierre F, Coutton, Charles. . CFAP70 mutations lead to male infertility due to severe astheno-teratozoospermia. A case report. In Human reproduction (Oxford, England), 34, 2071-2079. doi:10.1093/humrep/dez166. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31621862/
7. Pereira, Guilherme L, Malheiros, Jessica M, Ospina, Alejandra M T, Chardulo, Luis Artur L, Curi, Rogério A. 2019. Exome sequencing in genomic regions related to racing performance of Quarter Horses. In Journal of applied genetics, 60, 79-86. doi:10.1007/s13353-019-00483-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30666567/
8. Zhuo, Guanxiang, Lin, Shengzhai, Yuan, Fei, Chen, Yanling, Chen, Huixing. 2025. Comprehensive analysis of the expression and prognostic value of ARMCs in pancreatic adenocarcinoma. In BMC cancer, 25, 28. doi:10.1186/s12885-024-13365-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39773340/