类肌节蛋白 9

核周膜（PT）是一种特殊的结构，可将发育中的顶体固定在精子的核膜上。PT 生物发生伴随着顶体生物发生，其中来自跨高尔基体网络的前顶体囊泡融合成顶体囊，通过 PT 与核膜结合。ACTL9 是一种睾丸特异性肌节蛋白样蛋白，在前顶体囊泡融合和 PT 形成中起重要作用（ Dai et al., 2021 ）。

▼ 克隆与表达
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戴等人（2021）指出人类 ACTL9 蛋白包含 416 个氨基酸。数据库和 RT-PCR 分析表明，ACTL9 表达仅在人体组织中的睾丸中大量表达。人类精子的免疫染色显示，ACTL9 主要定位于头部和颈部区域的赤道段，也有一些定位于头部的顶体段。

▼ 测绘
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Gross（2021）基于 ACTL9 序列（GenBank BC024028 ）与基因组序列（GRCh38）的比对将 ACTL9 基因定位到染色体 19p13.2 。

▼ 基因功能
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通过免疫染色分析，戴等人（2021）发现 ACTL9 和 ACTL7A（ 604303 ）共定位于人类精子的顶体和赤道段。进一步的分析表明，ACTL9 和 ACTL7A 在 PT 中共定位以参与顶体锚定。转染的 HEK293 细胞中的共免疫沉淀试验证实 ACTL9 与 ACTL7A 相互作用。免疫染色还显示 ACTL9 与 PLC-zeta（PLCZ1; 608075 ）共定位，后者参与卵母细胞活化，位于精子头部的赤道段。

▼ 分子遗传学
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在 3 名因生精功能衰竭导致不育的无关中国男性（SPGF53; 619258 ）中，戴等人（2021）确定了 ACTL9 基因突变的纯合性，包括 2 个错义突变（S345L，619251.0001和 V380L，619251.0002）和一个无义突变（Y403X；619251.0003）。患者精子的免疫染色显示突变体 ACTL9 不与其旁系同源物 ACTL7A（ 604303 ）相互作用，导致核周膜的异常超微结构和顶体锚定缺陷。

▼ 动物模型
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戴等人（2021）创造了携带 Actl9 突变的敲入小鼠，相当于人类 val380 到 leu（V380L）突变（ 619251.0002）。纯合突变雄性小鼠不育，但睾丸大小和精子浓度、活力和运动能力正常。睾丸和附睾的组织学分析也正常。透射电子显微镜显示 PT 结构松散，其中顶体与突变小鼠精子的核膜分离，这与具有 ATCL9 突变的人类的发现一致。高尔基体前顶体囊泡不典型，在突变小鼠的睾丸中分离，在帽期融合失败。研究结果表明，Actl9 突变导致前顶体囊泡融合缺陷，导致成熟精子中顶体皱折，PT 松弛。纯合突变小鼠的胞浆内单精子注射（ICSI）导致没有成功受精的卵母细胞。

▼ 等位基因变体（ 3 个选定的例子）：
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.0001 精子发生障碍 53
ACTL9, SER345LEU
在一名 29 岁的中国不育男性（家庭 1）中，由于缺乏卵母细胞活化而导致卵母细胞受精失败（SPGF53; 619258 ），戴等人（2021）确定了 ACTL9 基因中 c.1034C-T 转换（c.1034C-T，NM_178525.5）的纯合性，导致高度保守残基处的 ser345 到 leu（S345L）取代。他未受影响的父母是突变的杂合子，这在 100 名可育男性或 ExAC 的东亚人群中未发现，但在 gnomAD 数据库的东亚人群中以低频率存在（5.4 x 10（-5）） . 患者精子的免疫染色显示，与正常精子不同，ACTL9 信号与其旁系同源物 ACTL7A 的信号不重叠（ 604303）。强度分布表明，没有一个突变精子在赤道段表现出强烈的信号，顶体也没有显示出帽状结构。Coimmunoprecipitation 实验证实ACTL9 和ACTL7A 之间的相互作用在S345L 突变精子中减弱。对关键卵母细胞激活因子 PLCZ1（ 608075）的突变获能精子进行免疫染色），显示在颈部而不是头部的赤道段没有或异常定位。监测注入突变精子的卵母细胞中的 Ca（2+）振荡显示没有通常会看到的 Ca（2+）尖峰。注射正常精子的卵母细胞在卵质中呈弥漫性PLCZ1，精子核周围形成星状精子，随着第二极体的挤出，卵母细胞退出中期II（MII）；相比之下，注射了 S345L 突变精子的卵母细胞仍处于 MII 停滞状态，其中一些显示 PLCZ1 保留在精子头部周围并且无法形成精星，而另一些则显示在卵质或精子核区域中完全没有 PLCZ1 信号.

.0002 精子发生障碍 53
ACTL9, VAL380LEU
在一名 32 岁的中国不育男性（家庭 2）中，由于缺乏卵母细胞活化而导致卵母细胞受精失败（SPGF53；619258），戴等人（2021）确定了 ACTL9 基因中 c.1138G-T 颠换（c.1138G-T，NM_178525.5）的纯合性，导致在高度保守的残基处发生 val380 至 leu（V380L）取代。他未受影响的母亲是该突变的杂合子，该突变在 100 名可育男性中未发现，但在 ExAC 和 gnomAD 数据库的东亚人群中以低频率存在（0.0001 和 5.4 x 10（-5））。先证者的父亲无法获得 DNA。患者精子的免疫染色显示，与正常精子不同，ACTL9 信号与其旁系同源物 ACTL7A 的信号不重叠（ 604303）。强度分布表明，没有一个突变精子在赤道段表现出强烈的信号，顶体也没有显示出帽状结构。Coimmunoprecipitation 实验证实ACTL9 和ACTL7A 之间的相互作用在V380L 突变精子中减弱。对关键卵母细胞激活因子 PLCZ1（ 608075 ）的突变获能精子进行免疫染色，显示颈部而不是头部的赤道段不存在或定位异常。

.0003 精子发生障碍 53
ACTL9, TYR403TER
在一名 33 岁的中国不育男性（家庭 3）中，由于缺乏卵母细胞活化而导致卵母细胞受精失败（SPGF53；619258），戴等人（2021）确定了 ACTL9 基因中 c.1209C-G 颠换（c.1209C-G，NM_178525.5）的纯合性，导致 tyr403 到 ter（Y403X）取代。他未受影响的父母是该突变的杂合子，这在 100 名可育男性或 ExAC 和 gnomAD 数据库的东亚人群中均未发现。患者精子的免疫染色显示，与正常精子不同，ACTL9 信号与其旁系同源物 ACTL7A 的信号不重叠（ 604303）。强度分布表明，没有一个突变精子在赤道段表现出强烈的信号，顶体也没有显示出帽状结构。Coimmunoprecipitation 测定证实ACTL9 和ACTL7A 之间的相互作用在Y403X 突变体精子中完全丧失。对关键卵母细胞激活因子 PLCZ1（ 608075 ）的突变获能精子进行免疫染色，显示颈部而不是头部的赤道段不存在或定位异常。