Sox30在小鼠精子变形过程中的功能研究

发布时间：2020-06-07 16:56

【摘要】：圆形精子变形为成熟精子这一发育过程,即精子变形阶段,需要核浓缩重塑、顶体和鞭毛形成以及细胞质脱落等多种分子生物学事件的进行。因此,该过程需要大量具有特异功能的蛋白。由于精子发生后期染色质高度浓缩,促使精母细胞和圆形精子阶段的转录活性较高,一些发育后期所需基因的mRNA在此阶段产生并被储存在胞质核糖体蛋白,直到在精子细胞变形阶段翻译表达。精细胞阶段基因的精准表达受到转录和转录后的调控。转录调控是基因表达的主要决定因素。转录因子通过结合在靶标DNA序列启动子区域,从而诱导染色质结构改变,调节转录活性。已报道小鼠一些转录因子在减数分裂后的生殖细胞中高表达。这些转录因子的缺失大多出现精子发生阻滞,影响生育力。然而,调控减数分裂后精细胞基因表达的机制仍然了解不多。鉴于许多转录因子在人类和小鼠中高度保守,因此可以通过对动物模型的研究以期深入了解人类不育的分子机制。Sox家族成员均含有能与DNA结合的HMG结构域,是前体生殖细胞命运的关键调节因子。本研究我们发现该家族成员之一Sox30在中晚期精母细胞和减数分裂后的精细胞中表达。Sox30缺失导致雄鼠不育,精子发生阻滞在精子变形中的早期圆形精子阶段。虽然许多Sox30敲除鼠精母细胞能够完成减数分裂,但仍然有一部分精母细胞停滞在双线期,表明减数分裂出现延迟或受阻。对分选生殖细胞转录组测序发现Sox30在精母细胞中已经开始影响减数分裂后相关基因表达。ChIP-seq进一步证实SOX30特异性富集在Tnp1、Hils1、Ccdc54和Tsks等单倍体细胞发育所需基因的启动子区域。这些研究结果表明Sox30作为一个关键的转录因子,调控晚期减数分裂到减数分裂后变换过程基因表达,影响精子发育。
【图文】：

图 1.1 小鼠睾丸组织结构和精子发生过程[2]（A）睾丸曲细精管、输精管和附睾横截面。（B）成年小鼠生精管腔、管周肌样细胞和间质的 HE 切片图。（C）精子发生过程：未分化和分化精原细胞进行有丝分裂，精原细胞进一步分化为精母细胞开始减数分裂，次级精母细胞分化为圆形精子，随后变形形成精子。该过程受到 FSH、睾酮等激素的刺激。

图 1.2 精原干细胞自我更新和分化模式图[28]细胞减数分裂期精母细胞经过较长的 DNA 复制（S 期）后，进入受到数分裂前期 I 阶段。减数分裂前期 I 可以细分为四个阶段：、DNA 双链断裂和同源染色体重组的起始）、偶线期（启动线期（同源染色体完成联会以及形成至少 1 个 crossover）和形成 chiasmata 即交叉点）[29,30]。交叉点的形成对于同源关重要的作用。同源染色体联会重组、DNA 双链断裂以及减数分裂过程关键事件。减数分裂前期 I 进行过程中，姐妹白复合体结合，同源染色体联会则通过联会复合体（SC）。
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R321.1

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本文编号：2701723