多梳蛋白PCGF6在精子過程中的功能研究及小鼠出生后睪丸發(fā)育過程中長鏈非編碼RNA表達譜分析.pdf

1、近些年，隨著表觀遺傳調(diào)控在生物個體發(fā)育及疾病發(fā)生中作用的日益凸顯，表觀遺傳學機制也逐步成為精子發(fā)生分子機制研究領域的一個重要研究方向。
　　多梳家族環(huán)指蛋白(PCGFs)作為重要表觀遺傳調(diào)控復合體PRC1的核心成員通過介導PRC1對相關靶基因的轉(zhuǎn)錄抑制進而參與生物體發(fā)育。本研究以睪丸組織中呈現(xiàn)高表達的PCGF6基因為研究對象，對其在精子發(fā)生過程中的功能進行了研究。通過對PCGF6基因的表達模式和功能進行研究發(fā)現(xiàn)PCGF6在新生小鼠

2、（6日齡和12日齡）睪丸組織中表達量較低，而在18日齡小鼠睪丸中其表達量開始激增并在成年睪丸組織中保持較高水平，我們還發(fā)現(xiàn)PCGF6在睪丸組織中的粗線期精母細胞和長形精子細胞中表達量較高。通過穩(wěn)定敲低GC-2 spd精母細胞系中的內(nèi)源PCGF6表達，發(fā)現(xiàn)由于細胞周期發(fā)生變化導致細胞增殖活性顯著增加，且相關細胞周期調(diào)控蛋白基因的表達水平同時也出現(xiàn)變化。進一步對GC-2 spd精母細胞系進行體外低溫誘導分化，發(fā)現(xiàn)PCGF6敲低后，分化產(chǎn)生的

3、單倍體GC-2 spd細胞比例降低，且一些單倍體雄性生殖細胞標志物基因的表達水平顯著降低。通過對相關組蛋白修飾水平進行檢測發(fā)現(xiàn)，PCGF6敲低后GC-2 spd細胞的組蛋白H2A泛素化(H2Aub)水平出現(xiàn)降低，而組蛋白H4乙?；?H4ac)和H3K4me3水平則出現(xiàn)升高。在分子機制方面，我們在睪丸組織中鑒定到一個新的可與PCGF6間接互作的蛋白HSPA2，該蛋白為雄性生殖細胞減數(shù)分裂的必需因子。此外，我們還發(fā)現(xiàn)精子發(fā)生關鍵轉(zhuǎn)錄因子PL

4、ZF和OVOL1可分別負調(diào)控和正調(diào)控PCGF6的啟動子活性。
　　另一方面，越來越多的研究表明長鏈非編碼RNA（lncRNAs）作為一類新興的表觀遺傳調(diào)控因子在生物個體發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。為了解小鼠睪丸發(fā)育和精子發(fā)生過程中l(wèi)ncRNAs的整體表達情況，我們通過芯片技術對新生小鼠和成年小鼠睪丸組織中l(wèi)ncRNAs的表達譜進行了分析，我們檢測到共8265條lncRNAs在小鼠睪丸出生后發(fā)育過程中高于背景表達，其中3025條lncRN

5、As表達水平存在差異。對獲得的差異表達lncRNAs進行包括基因組環(huán)境鑒定、相關蛋白編碼基因的GO功能富集分析、啟動子表觀修飾分析及進化保守元件鑒定等在內(nèi)的進一步解析，發(fā)現(xiàn)許多l(xiāng)ncRNAs與睪丸發(fā)育或精子發(fā)生的關鍵基因在基因組上相鄰或重疊，如Ovol1、 Ovol2、Lhx1、Sox3、Sox9、Plzf、 c-Kit、Wt1、Sycp2、Prm1和Prm2等。大多數(shù)差異表達lncRNAs的啟動子上存在表觀遺傳修飾，且傾向于組織特異表

6、達模式。此外，還發(fā)現(xiàn)大多數(shù)差異表達lncRNAs中含有保守進化元件。
　　綜上所述，我們首次對多梳蛋白PCGF6在精子發(fā)生過程中的功能進行了揭示并對小鼠出生后睪丸發(fā)育過程中l(wèi)ncRNA表達譜進行了分析，從兩個角度對小鼠精子發(fā)生的表觀遺傳學機制進行了探討，豐富和完善了哺乳動物精子發(fā)生的表觀遺傳學機制研究，為進一步揭示精子發(fā)生的表觀遺傳學機制提供了新的線索和理論基礎。同時，也有助于精子發(fā)生的分子機制和男性不育分子發(fā)病機制的揭示，并為男