PRSS（蛋白酶/丝氨酸）家族成员编码丝氨酸蛋白酶,在睾丸特异性表达的成员多数定位在雄性生殖细胞质膜,在雄性生殖中发挥着重要作用。PRSS41、PRSS42和PRSS43通过调控精母细胞减数分裂参与小鼠睾丸发育和精子发生;精子质膜GPI锚定蛋白PRSS21缺失导致精子体外穿过透明带能力下降;PRSS37在小鼠中通过影响精子在雌性生殖道内迁移和体外精卵识别/结合参与雄性生殖;PRSS37在人类精子中的低表达与不明原因男性不育直接相关。利用基因打靶小鼠模型是研究未知基因生物学功能的重要有效手段。本课题组利用基因敲除小鼠,对Prss55基因在小鼠生殖过程中的作用进行研究。PRSS55,又名testis serine protease（T-SP1）,编码睾丸特异性胰酶样的丝氨酸蛋白酶。Prss55在小鼠中是一个功能未知的基因,组织表达谱分析表明Prss55在睾丸特异性表达。进一步分析发现,Prss55基因在小鼠出生后28天开始出现转录和翻译活动,即在延长期精子中开始表达。PRSS55在雄性生殖细胞中是一个GPI锚定蛋白,且具有丝氨酸蛋白酶的活性。Prss55敲除小鼠雄鼠不育,但睾丸发育、精子发生、精子数量、精子活力、顶体反应、顶体酶活性以及交配能力都不受影响。体内受精实验表明,Prss55^-/-精子体内受精率与野生小鼠相比显著下降（4.1%vs 82.9%）,同时伴随着在雌性生殖道内UTJ结迁移障碍。体外受精实验表明精卵识别结合障碍,但体外受精率不受影响。因此,精子雌性体内UTJ结迁移障碍是导致Prss55^-/-雄鼠不育的主要原因。进一步分析发现,ADAM3成熟体在Prss55^-/-精子中完全消失,而其在睾丸中的前体不受影响,并且PRSS55与ADAM3在睾丸组织未检测到直接的相互作用。ADAM家族编码生殖细胞表面蛋白,参与精子与雌性生殖道内细胞外基质复合物的相互作用。目前有15种基因,包括Calr3^-/-,Clgn^-/-,Ace^-/-,Adam6^-/-,Adam3^-/-,Adam2^-/-,Adam1a^-/-,Tpst2^-/-,Pdilt^-/-,Pmis2^-/-,Prss37^-/-,Tex101^-/-,Ly6k^-/-,RNase10^-/-,Pgap1^-/-,敲除小鼠精子雌性生殖道内UTJ结迁移障碍并伴随着ADAM3成熟体消失或异位。可见,ADAM3是调控精子穿过UTJ结的靶点分子。PRSS55作为ADAM3的一个新的调控因子,通过参与ADAM3的加工成熟影响小鼠雄性生殖。综上所述,本研究证实了Prss55基因在雄性生殖过程中发挥着不可或缺的作用。PRSS55蛋白结构和生物学功能的阐明加深了对精子表面GPI锚定蛋白的功能认知,拓展了丝氨酸蛋白酶家族成员在雄性生殖过程中的作用范围。Prss55^-/-雄鼠的表型符合临床上不明原因不育（UMI）患者病理特征。PRSS55蛋白序列在不同物种间高度保守,PRSS55在人类睾丸组织特异性表达,其在人类生殖中可能发挥相似的功能。因此,对PRSS55功能和分子机制的探索将为临床上UMI患者提供诊断和治疗的潜在靶点,同时也为新型避孕药的研发提供理论基础。