精子发生过程中的表观遗传学调控

精子发生是由精原细胞增殖、精母细胞减数分裂以及精子形成所组成的连续过程。精子发生也是染色质不断凝集的过程,最终在精子头部达到高度浓缩状态。近年来的研究表明,表观遗传调控在精子发生过程中发挥作用。我们将从三方面简要阐述精子发生过程中的表观遗传学调控机制:DNA甲基化,组蛋白修饰以及非编码RNA。这些表观因素之间也可以互相调控,通过调控基因表达、转座子活化、性染色体失活以及基因印记等,在精子发生,受精以及胚胎发育过程中扮演重要角色。     

细胞周期蛋白在精子发生过程中的作用

精子发生是一个复杂而又精确的生殖细胞分化的过程,它经历了精原细胞有丝分裂、精母细胞减数分裂和精子形成3个阶段。这一过程受许多因素的调控,其中细胞周期蛋白的调节起着决定性作用。细胞周期蛋白通过与相应的细胞周期蛋白依赖激酶结合形成具有蛋白激酶活性的异源二聚体复合物,磷酸化多种蛋白,推动细胞周期各时相的有序进行。近年来研究发现,细胞周期蛋白A、B、D、E在精子发生的调控中扮演着重要角色,本文综述了这4种细胞周期蛋白在调控精子发生中的作用。     

RNA结合蛋白PTB在精子发生中的研究进展

RNA结合蛋白通过与新生转录子相互作用来调节细胞的功能,因而在人体发育和内环境中越来越受到关注。多聚嘧啶序列结合蛋白(PTB)家族是RNA结合蛋白的重要组成部分,且在基因表达的转录后调控中起到至关重要的作用。随着对PTB转录后调控以及各个亚型的深入研究发现,在精子发生过程中,Ptbp1(polypyrimidine tract-binding protein 1)在精原细胞有丝分裂中为主要表达亚型,而Ptbp2在精母细胞减数分裂期至精子细胞阶段中大量表达,且能与磷酸甘油酸激酶2(PGK2)mRNA 3'端非编码区结合,从而使Pgk2 mRNA在小鼠生殖细胞中稳定表达。当睾丸组织中Ptbp2表达失活时,生精小管中生精细胞分化停滞在圆形精子细胞阶段并伴有大量的巨型多核细胞(MNCs)产生,精母细胞凋亡增加,生精小管变细,精子成熟障碍,进而影响男性生育能力。本文就PTB的结构及其在精子发生中的调控作用进行综述。     

原癌基因在生精细胞中的表达及其作用

睾丸生精细胞中有许多原癌基因特异表达。在正常睾丸生精过程中,原癌基因的正常表达对精原细胞的有丝分裂、精母细胞的减数分裂及精子变形、成熟有重要的调控作用。     

睾丸的主要功能及其调控

睾丸主要有产生精子和睾酮（T）两大功能。精子的发生场所为曲精小管，睾酮则是由睾丸间质细胞合成和分泌。1精子的发生精原细胞位于曲精小管的基膜上，为不成熟的精细胞。精原细胞经过几次有丝分裂产生大量的细胞，再以初级精母细胞进入减数分裂。有丝分裂也使干细胞（精原细胞）不断得以补充而使得精子的产生连续不断。第一次有丝分裂发生在胎儿睾丸；胎儿出生时，睾丸内就可见到精原细胞和初级精母细胞。这些精细胞不再进一步发育。直到青春期，出现性成熟时，血中促性腺激素和雄激素水平的升高，才促使睾九不断地产生精子。减数分裂为…     

miRNAs在精子发生过程中的重要作用

<正>精子发生是一个高度调控的转录、翻译和翻译后过程[1]。精原干细胞在婴儿出生后就开始了其分化过程:经过精原细胞有丝分裂和精母细胞减数分裂之后,所形成的单倍体圆形精子细胞通过精蛋白替代组蛋白完成染色质浓缩和细胞核重塑过程,最终形成了具有特定表观遗传修饰的成熟精子[2]。近期的研究表明,虽然人类基因组广泛转录,但大部分     

从大鼠不同生精细胞筛选精子发生过程中阶段特异表达基因

目的 :从大鼠精原细胞、粗线期精母细胞和圆形精子细胞筛选精子发生过程中阶段特异表达基因。　方法 :用牛血清白蛋白梯度沉降法 (STAPUT法 ) ,分别从 9d龄和成年大鼠睾丸中 ,分离出处于减数分裂前、中、后的 3种生精细胞 ,即精原细胞、粗线期精母细胞和圆形精子细胞。运用RNA差异显示方法筛选差示cDNA。　结果 :本实验获得 19个cDNA差示片段 ,并克隆和测序出其中 6个cDNA序列 ,通过非重复序列 (nr)和EST序列同源比较 ,发现 5条cDNA分别与小鼠睾丸、附睾、乳腺、早期胚胎和大鼠卵巢基因高度同源 (88%～ 98% ) ,有一条未知新EST。结论 :差异显示技术是分离与精子发生有关基因的强有力工具。     

mTOR信号通路在生精细胞发育中的作用

正精子发生是指精原细胞经过一系列分裂分化演变为精子的过程,包括精原干细胞的增殖及其子细胞分化、精母细胞的减数分裂和精子形成三个阶段。许多研究表明mTOR信号通路参与精子发生的各个阶段。本文主要就mTOR信号通路在生精细胞发育的不同阶段中的作用做一综述。一、mTOR信号通路哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of     

男性生精障碍相关基因的研究进展

精子发生经历精原干细胞的增殖分化、精母细胞的减数分裂和精子形成等3个主要阶段，最终形成精子。在这个漫长的过程中受到诸多有序表达的基因的调控；如果染色体核型异常，与精子生成相关的基因缺失、突变或表达异常都可能导致精子生成障碍，形成少精子症或无精子症，导致男性不育。引起男性不育的基因很多，包括影响精子发生和精子成熟等基因，     

精子发生过程中组蛋白翻译后修饰及其作用

<正>精子发生(Spermatogenesis)包括有丝分裂、减数分裂和精子形成3个阶段。精子发生过程中,会不断发生一系列时空特异性的表观遗传调控,其中组蛋白翻译后修饰(Post-translational modifications,PTMs)已成为生殖专家的研究热点。组蛋白包括H1、H2A、H2B、H3、H4 5种,通常可以发生甲基化、磷酸化、乙酰化、泛素化等一种或多种PTMs。组蛋白PTMs是独立存在的,同时不同组蛋白PTMs之间又可以形成不同的组合[1],由于DNA与组蛋白的紧密结合,故组蛋白PTMs在基因转录调控过程中发挥着重要作用,不同位点的组蛋白PTMs对基因表达的作用不同,同一位点上组蛋白PTMs数目不同对基因表达的影响也不同[2],因此组蛋白PTMs扩大了DNA密     

视黄酸在精子发生过程中引发减数分裂的信号通路

视黄酸(RA)是维生素A即视黄醇(ROH)的一类氧化代谢产物,在哺乳动物精子发生过程(如引发减数分裂)中起着重要作用。在哺乳动物睾丸内,RA结合视黄酸受体(RAR),在不同时期、不同类型细胞中调控相应靶基因的转录表达。在特定的时期,通过上调促进减数分裂的基因表达并下调抑制减数分裂的基因表达,最终引发精子发生过程中的减数分裂。而哺乳动物精子发生的研究对生殖生物学、发育生物学、生殖工程等方面都具有广阔的应用前景,所以研究RA在哺乳动物精子发生过程中引发减数分裂的信号通路十分有意义。本文介绍了RA信号传递系统及其作用机制,并对RA在精子发生过程中引发减数分裂的信号通路进行了综述。     

生精细胞发育相关lncRNA的研究进展

正精子发生包括精原细胞的增殖分化、精母细胞减数分裂及圆形精子细胞形态学改变。每一个过程都受到各种转录因子、基因或信号通路的高度调控。近年来,由于深度测序技术的进步,使我们对转录复杂性的认识从以mRNA为中心跳跃到一个高度保守的非翻译转录组——非编码RNA(ncRNA)。包括小分子ncRNA(miRNA、rRNA、piRNA等)及lncRNA,关于小分子RNA在精子发生中的作用已经有很深入     

1700001O22RIK基因在小鼠睾丸的特异表达及生物信息学分析

目的:研究1700001O22RIK(RIKEN c DNA 1700001O22)基因在小鼠睾丸的表达特征,结合生物信息学分析初步探讨其功能。方法:通过分析小鼠基因表达谱芯片,发现1700001O22RIK基因特异性表达于睾丸组织。采用RT-PCR、实时PCR、Western印迹及免疫组化等方法分析该基因在成年C57BL/6J小鼠各组织中的表达特征,以及不同发育阶段小鼠的睾丸组织中的表达变化。利用生物信息学软件对该基因进行相关生物信息学分析。结果:1700001O22RIK基因在小鼠睾丸组织中呈现特异性表达,表达水平具有年龄依赖性,在成年期表达最强;1700001O22RIK蛋白在成年小鼠睾丸组织中主要定位于精原细胞、精母细胞及圆形精子细胞。经生物信息学分析,1700001O22RIK基因编码蛋白氨基酸序列在人和小鼠具有高度同源性,提示该基因在哺乳动物进化过程中十分保守。结论:1700001O22RIK属于睾丸特异性基因,主要表达于生精小管的精原细胞、精母细胞及圆形精子细胞,提示其可能参与精子发生的调节。     

β-肌动蛋白在大鼠精子发生过程中的特殊表达

目的:寻找大鼠精子发生相关蛋白,研究β-肌动蛋白在大鼠睾丸组织的表达和分布。方法:用牛血清白蛋白梯度沉降(STAPUT)法从9日龄雄性SD大鼠睾丸中分离出A型精原细胞,从成年雄性大鼠睾丸中分离出粗线期精母细胞、圆形精子细胞;分别提取这3种细胞的总蛋白,进行双向电泳;对所得到的双向电泳图谱用Im ageM aster2D E lite图像分析软件分析,找出差异蛋白,对挑选出的差异蛋白做质谱分析。进一步用β-肌动蛋白抗体做免疫组化的睾丸组织定位研究。结果:在双向电泳图谱中,β-肌动蛋白在A型精原细胞、粗线期精母细胞中表达量较高,在圆形精子细胞中则表达量极少。免疫组化研究发现:A型精原细胞、粗线期精母细胞有阳性颗粒反应,圆形精子细胞则无阳性颗粒反应;在接近成熟的精子细胞中,呈现极强的阳性颗粒反应,并且越接近排放期的精子细胞,阳性反应越强。在接近成熟的精子头部,阳性颗粒反应最强。β-肌动蛋白主要在精原细胞和精母细胞的细胞质中表达;在接近成熟的精子细胞中主要表达在细胞核。结论:β-肌动蛋白在精子发生过程中有明显的阶段差异表达,推测其对精子发生起重要调节作用。     

大鼠睾丸发育过程基因表达的研究

本研究选取１、３ 和８（成年）周龄等不同发育阶段大鼠,应用睾丸组织树脂包埋形态学观察与ｍ ＲＮＡ 差异显示逆转录－聚合酶链反应技术（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｓｐｌａｙ ＲＴ－ＰＣＲ,ＤＤＲＴ－ＰＣＲ）相结合,探讨大鼠睾丸发育过程中,精子发生过程睾丸特异基因的表达。结果：对不同周龄大鼠睾丸ｍ ＲＮＡ 进行差异比较,共得到 ８２ 个ｃＤＮＡ 差异片段。又分别标记不同周龄大鼠睾丸全部 ｍ ＲＮＡ 为探针,对其中 ４０ 个ｃＤＮＡ差异片段进行斑点杂交,得到１２ 个初步鉴定的特异或表达增加的ｃＤＮＡ 差异片段,片段范围２５０～５００ ｂｐ,其中２ 个在１ 周龄睾丸组获得,４ 个在３ 周龄睾丸组获得,在８ 周龄组获得 ５ 个,一个为１ 周和３ 周龄共有而８ 周龄大鼠缺乏的ｃＤＮＡ 片段。通过形态学观察与ｍ ＲＮＡ 差异显示的结果对应分析,初步认为２ 个１ 周龄的特异基因片段属于睾丸二倍染色体生精细胞表达基因,４ 个３ 周龄睾丸特异基因片段也属二倍或四倍体生精细胞表达基因,其中Ｂ型精原细胞和初级精母细胞的表达基因占主要成分;而成年动物的５ 个特异基因片段是属单倍体的精子细胞以及减数分裂过程的精母细胞表达基因片段     

Zfx在小鼠睾丸生精细胞中的表达

目的:了解Zfx基因在各级生精细胞中的表达情况。方法:本试验采集6、8、17日龄和成年小鼠睾丸,采用组合酶消化法制备单细胞悬液,BSA铺设密度梯度法分离生精细胞,运用荧光实时定量PCR(qRT-PCR)及Western印迹法(WB)方法检测Zfx基因的表达。结果:组合酶消化法制备单细胞悬液、BSA铺设密度梯度法可获得纯度>85%的各级生精细胞;Zfx基因在原始A型精原细胞、A型精原细胞、B型精原细胞中表达水平低,前细线期精母细胞、粗线期精母细胞、圆形精子细胞中表达量高,长形精子、成熟精子不表达。结论:Zfx基因在各级生精细胞中呈现阶段性表达,可能是参与调控生精细胞减数分裂的重要转录因子。     

环磷酸腺苷应答元件调节器与精子发生

环磷酸腺苷应答元件调节器(CREM)是cAMP信号途径中的一个主要成分,CREM基因敲除导致小鼠不育,精子发生停止在减数分裂后的精子变态(spermiogenesis)的第一步,减数分裂后的生殖细胞特异的基因表达显著减少,凋亡细胞增多。而CREM突变雌鼠能育,说明CREM对于小鼠精子发生是必须的;同样在精子发生停止在圆形精子阶段的患者中发现CREM基因表达减少或不表达或剪接错误导致产生不正确的产物。本综述主要讨论CREM在精子发生中的作用。     

STRA8表达作为出生后雄性生殖细胞特异性标志的应用研究现状

STRA8是哺乳动物生殖细胞由有丝分裂转变为减数分裂前特异表达的基因。STRA8在出生后至成年仅在睾丸减数分裂前的精原细胞上表达,一部分性腺发育不全患者发现有STRA8基因单核苷酸多态性变化,但未发现STRA8基因编码区和近端启动子区有突变。用STRA8基因启动子序列构建调控表达增强型绿色荧光蛋白STRA8-EGFP的载体转染畸胎瘤细胞、胚胎干细胞的研究表明,STRA8-EGFP阳性细胞能经减数分裂发育成精子并生出子代小鼠,骨髓来源的EGFP-STRA8阳性细胞能分化为生精细胞,但分化停滞在减数分裂前期阶段;成年转基因小鼠STRA8-EGFP阳性精原干细胞,在胚胎干细胞(ESC)培养条件下培养,具有ESC的表达特征,具有多能性,可再分化,为组织再生提供了一个新的干细胞来源;出生后卵巢存在新生卵母细胞,STRA8在出生后雌性生殖细胞不再表达的论断受到质疑。     

端粒酶mTERT基因在不同年龄SD鼠睾丸组织内的表达及其意义

目的　研究端粒酶mTERT基因在不同年龄SD鼠睾丸组织内的表达及其意义。方法　应用原位分子杂交技术 ,对 11个年龄组 (每组 5只 )健康雄性SD鼠睾丸组织中端粒酶mTERT基因进行检测和定位 ,并运用图像分析系统对mTERT表达水平进行研究。结果　端粒酶mTERT基因在SD鼠睾丸组织内的阳性表达率为 98% (5 4/ 5 5 ) ,其阳性信号表达于A、B型精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞的胞浆内 ,A型精原细胞的表达水平最高 ,与其他类型细胞相比差异有统计学意义 (P <0 .0 5 ) ;在间质细胞、支持细胞等非生殖细胞和精子中均无端粒酶mTERT基因的表达。结论　本研究提示端粒酶mTERT基因的表达与雄性生殖细胞的端粒酶活性表达一致 ,其能否成为雄性生殖调控的新的基因靶点尚待进一步研究。     

精子发生相关基因SPATA48在人和小鼠睾丸组织中的表达研究

目的通过分析精子发生相关基因SPATA48在人和小鼠睾丸组织中的表达,探讨SPATA48在精子发生中的作用。方法收集2010年1月至2017年12月在深圳市第二人民医院就诊的非梗阻性无精子症患者和正常生育者睾丸活检样本各60例;腹腔注射白消安方法建立小鼠无精子症模型,小鼠在不同时期处死后解剖留取各个脏器;提取小鼠各脏器组织、两组睾丸组织以及人精母细胞、精原细胞和支持细胞中mRNA;并购买人肺、肾、肝脏、脾脏等组织mRNA样本。利用RT-PCR方法检测SPATA48基因在各种细胞和组织器官、两组人睾丸组织中的表达水平,并利用免疫组化方法检测SPATA48蛋白在各种细胞和两组人睾丸组织中的表达水平,对各检测指标进行相关统计分析。结果 RT-PCR结果表明SPATA48基因特异表达在睾丸组织中,肺、肾脏、肝脏、脾脏等其他组织中均不表达;非梗阻性无精子症患者睾丸组织中无SPATA48基因表达,三种睾丸细胞仅精母细胞存在阳性表达。无精子症模型小鼠,随白消安处理时间的延长,SPATA48基因表达显著减弱(P0.05)。免疫组化结果显示,在正常生育者睾丸中SPATA48蛋白主要表达在精母细胞和圆形精子细胞中,在非梗阻性无精子症患者睾丸中无SPATA48蛋白表达。结论 SPATA48特异表达在人和小鼠睾丸组织中,无精子发生的睾丸组织无表达,提示SPATA48基因在精子发生中具有重要作用。