哺乳動(dòng)物精子發(fā)生是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的復(fù)雜過程，依次經(jīng)歷精原細(xì)胞有絲分裂、精母細(xì)胞減數(shù)分裂和精子形成三個(gè)階段。在此過程中，位于睪丸曲細(xì)精管內(nèi)的支持細(xì)胞作為唯一的體細(xì)胞類型，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們通過構(gòu)建血睪屏障、執(zhí)行合成與分泌功能、進(jìn)行物質(zhì)吞噬以及提供結(jié)構(gòu)支撐等多種方式，為生精過程提供必需的微環(huán)境與支持。 RNA 外切體復(fù)合物的核心核糖核酸酶 DIS3 是轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的關(guān)鍵因子，其在兩性生殖系統(tǒng)發(fā)育中的作用已有報(bào)道， 然而 該酶在雄性支持細(xì)胞發(fā)育中的具體生理功能仍不清楚 。

近日， 山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 汪正品 課題組在Development雜志在線發(fā)表了題為DIS3 ribonuclease regulates Sertoli cell development to support spermatogenesis in mice的研究論文，該研究通過構(gòu)建支持細(xì)胞條件性敲除小鼠模型，結(jié)合多組學(xué)方法，初步揭示了 DIS3 調(diào)控支持細(xì)胞發(fā)育進(jìn)而促進(jìn)精子發(fā)生的 分子 機(jī)制 。

該研究 通過 利用 A mh -C re 小鼠在 支持 細(xì)胞 中 特異性敲除 Dis 3 基因 （ D is 3 cKO ），結(jié)合多組學(xué) 方法 ，闡明了 DIS3 在 支持細(xì)胞發(fā)育及成熟中 的關(guān)鍵作用。研究人員發(fā)現(xiàn) D is 3 cKO 成年雄性小鼠表現(xiàn)為完全不育，睪丸顯著萎縮 。 組織學(xué)分析顯示生精小管內(nèi) 精子發(fā)生障礙，支持細(xì)胞數(shù)量顯著減少以及排列紊亂 。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，支持細(xì)胞敲除 D IS3 ，支持細(xì)胞增殖能力顯著降低，而凋亡顯著增多。支持細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)異常，血睪屏障完整性受損。隨后通過單細(xì)胞測(cè)序?qū)?duì)照組和 D is 3 cKO 組的支持細(xì)胞進(jìn)行了聚類分析 和擬時(shí)序分析， 結(jié)果發(fā)現(xiàn) D is 3 cKO 組的支持細(xì)胞大多聚集于未成熟的細(xì)胞群，而對(duì)照組的支持細(xì)胞聚集于成熟的細(xì)胞群，表明 D is 3 cKO 組的支持細(xì)胞成熟分化過程受損 。由于支持細(xì)胞的發(fā)育異常，進(jìn)而導(dǎo)致了支持細(xì)胞和生精細(xì)胞之間的細(xì)胞通訊受損，最終 導(dǎo)致精子發(fā)生障礙 。

為解析分子機(jī)制，本研究 通過 單細(xì)胞測(cè)序 對(duì)支持細(xì)胞差異基因進(jìn)行分析，取上調(diào)的基因與之前已經(jīng)發(fā)表的 D IS3 CLIP- seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn) p 53 和 Wnt 信號(hào)通路在 D IS3 敲除的支持細(xì)胞中異常 活躍 。 基因表達(dá)分析 以及免疫熒光染色也證實(shí)了這一結(jié)果。隨后通過在體注射 p 53 和 Wnt 信號(hào)通路的抑制劑，可以部分減輕條件性敲除小鼠的表型。

綜上所述， 本研究結(jié)果表明，支持細(xì)胞中 DIS3 的缺失會(huì)抑制其增殖并顯著促進(jìn)凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致支持細(xì)胞發(fā)育異常。該異常表現(xiàn)為細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)紊亂、血睪屏障完整性破壞以及細(xì)胞間通訊受損。伴隨 p53 與 Wnt 信號(hào)通路的異常 活躍 ，支持細(xì)胞的成熟分化過程受到嚴(yán)重?fù)p害 。

D IS3 調(diào)控 支持細(xì)胞發(fā)育過程模式示意圖

山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生 王嘯 和 博士后 李娜娜 為 本 論文的共同第一作者， 汪正品 教授為 獨(dú)立 通訊作者。

原文鏈接：https://doi.org/10.1242/dev.205166

制版人：十一

BioArt

Med

Plants

人才招聘

學(xué)術(shù)合作組織

（*排名不分先后）

轉(zhuǎn)載須知

【非原創(chuàng)文章】本文著作權(quán)歸文章作者所有，歡迎個(gè)人轉(zhuǎn)發(fā)分享，未經(jīng)作者的允許禁止轉(zhuǎn)載，作者擁有所有法定權(quán)利，違者必究。