NXF3和CaMKIV在精子發(fā)生過(guò)程中的功能研究.pdf

1、在世界范圍內(nèi)大約有10％-15％的育齡夫婦正在遭受不育癥的折磨。不育癥夫婦中40％的男性是不育的，并且隨著環(huán)境和社會(huì)等因素的影響，男性不育的比例正在逐漸增加。男性不育患者大部分為非梗阻性無(wú)精癥(non-obstructiveazoospermia, NOA)，其病因不明，對(duì)臨床治療極為不利。隨著對(duì)非梗阻性無(wú)精癥的深入研究，發(fā)現(xiàn)男性不育與血睪屏障(Blood-testis barrier，BTB)的功能異常有關(guān)，然而導(dǎo)致血睪屏障功能異常的

2、分子機(jī)制仍有待闡明。
　　位于生精上皮底部的支持細(xì)胞（Sertoli cell）通過(guò)彼此間的緊密連接構(gòu)建血睪屏障，為精子發(fā)生提供一個(gè)穩(wěn)定的微環(huán)境和獨(dú)特的免疫屏障，并通過(guò)有序的開放調(diào)節(jié)精子生成。血睪屏障開放機(jī)制的異常使得精子發(fā)生的微環(huán)境和免疫屏障受損，進(jìn)而影響精子生成，導(dǎo)致男性不育。血睪屏障的開放機(jī)制受到眾多因子的調(diào)節(jié)，而TGF-β3是調(diào)節(jié)血睪屏障開放的主要因子之一，因此研究影響TGF-β3的表達(dá)和分泌的因素具有重要意義，這也是本文

3、的第一個(gè)研究課題。
　　NXF3屬于核輸出因子蛋白家族（nuclear RNA export factor family，NXF），本文研究發(fā)現(xiàn)NXF3在小鼠睪丸的支持細(xì)胞中特異性地表達(dá)，并且在附睪頭部Ⅱ區(qū)的主細(xì)胞中也檢測(cè)到NXF3的表達(dá)。在支持細(xì)胞中首次檢測(cè)到NXF3的表達(dá)是小鼠出生后10天，而此時(shí)正是小鼠血睪屏障形成之時(shí)，因此NXF3極有可能與血睪屏障相關(guān)，這引起我們的極大興趣。由于TGF-β3是參與血睪屏障調(diào)節(jié)的主要因子之一

4、，我們檢測(cè)了NXF3和TGF-β3在睪丸中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)兩者之間具有負(fù)相關(guān)的關(guān)系。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一關(guān)系:在用熱或CdCl2處理小鼠睪丸后發(fā)現(xiàn)，NXF3的表達(dá)下降，而TGF-β3的表達(dá)上升了。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)NXF3參與調(diào)節(jié)TGF-β3轉(zhuǎn)錄負(fù)反饋的調(diào)控進(jìn)而影響了TGF-β3的表達(dá)，即TGF-β信號(hào)通路激活后，NXF3增強(qiáng)了Smad2/3途徑的活性，從而使TGF-β3的轉(zhuǎn)錄受到抑制。通過(guò)更詳細(xì)的研究我們發(fā)現(xiàn)了NXF3的結(jié)合蛋白:S

5、TRAP，TGF-β信號(hào)通路的抑制因子。因此NXF3調(diào)節(jié)TGF-β3的機(jī)制得以闡明:TGF-β信號(hào)通路激活后，NXF3與STRAP結(jié)合，抑制了STRAP與Smad7的結(jié)合，影響了TβR1-STRAP-Smad7復(fù)合體的形成，使得Smad2/3途徑激活從而抑制了TGF-β3的轉(zhuǎn)錄，并且Smad2/3途徑的下游靶基因Claudin11、WT1、 GATA1和p21也受到調(diào)控.
　　擬染色小體(chromatoid body)是雄性圓形

6、精子時(shí)期出現(xiàn)的一個(gè)特異性結(jié)構(gòu)，在電子顯微鏡下呈纖維狀結(jié)構(gòu)，主要由蛋白質(zhì)和RNA組成，不含DNA。由于其含有許多RNA結(jié)合蛋白、mRNA和microRNA，擬染色小體被認(rèn)為是精子發(fā)生過(guò)程中的RNA存儲(chǔ)和加工中心，參與精子發(fā)生過(guò)程中的基因表達(dá)調(diào)控，因此非常引人關(guān)注。距1891年擬染色小體首次被報(bào)道，至今已有一百多年，有關(guān)擬染色小體的研究取得了很大的進(jìn)展，許多擬染色小體的蛋白和RNA組分被發(fā)現(xiàn)，但是擬染色小體的功能和機(jī)制仍然不清楚，需要進(jìn)一步

7、的探究。
　　本文發(fā)現(xiàn)CaMKⅣ（Ca2+/Calmodulin-dependent Protein KinaseⅣ，CaMKⅣ）定位在擬染色小體上，是擬染色小體的一個(gè)新的組分。CaMKⅣ是鈣調(diào)蛋白激酶家族之一，據(jù)報(bào)道CaMKⅣ表達(dá)在睪丸的精原細(xì)胞和精子細(xì)胞中，并且camkiv基因敲除小鼠由于在精子變形過(guò)程中組蛋白替換異常而不育。研究發(fā)現(xiàn)CaMKⅣ能夠和擬染色小體中的MVH、MIWI和KIF17b相互作用，并且能夠促進(jìn)MVH、MI