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真核生物细胞在遇到不利环境如热休克会产生特定的应激颗粒(Stress granule,SG)来帮助维持细胞的生存,并在环境压力解除后迅速恢复细胞的正常功能[1],对于应激颗粒的形成和功能研究目前主要集中在体细胞中进行,尤其是以培养细胞为主,然而SG在睾丸生精细胞中的作用仍知之甚少。我们知道哺乳动物睾丸对于高热特别敏感,一般要低于体温2-7℃,才能维持生精细胞的正常功能。早期研究发现,DAZL蛋白在热激后的小鼠睾丸中能够通过参与应激颗的形成来保护生殖细胞[2],然而SG在睾丸生精细胞中的分布、组成及其作用尚有待发现。研究表明应激颗粒主要分布在Ⅰ-Ⅷ期,其中Ⅳ-Ⅵ期是应激颗粒分布最多的时期。Ⅸ-Ⅻ期几乎没有应激颗粒形成。我们分别根据应激颗粒存在的时期进行计数,发现Ⅰ期睾丸管腔中每个阳性细胞只有不到1个应激颗粒形成,Ⅱ-Ⅲ期平均每个阳性细胞有4个应激颗粒以上,Ⅳ期以及Ⅴ-Ⅵ期每个阳性细胞形成6-8个应激颗粒,Ⅶ-Ⅷ期平均每个细胞形成3个应激颗粒,Ⅸ-Ⅻ期几乎不形成应激颗粒。同时我们根据各个时期中不同的细胞类型对应激颗粒分布进行定位分析,发现应激颗粒主要分布在精原细胞,前细线期以及早期粗线期,圆形精子以及长形精子中均没有应激颗粒形成。PUF家族蛋白作为高度保守的RNA结合蛋白家族,对于无脊椎动物的胚胎发育、生殖干细胞维持和配子形成过程中起着重要的作用[3-6]。近期我们实验室发现PUM家族在哺乳动物小鼠胚胎发育以及配子发生中也起着重要的作用。前期有数据表明PUM2蛋白在神经细胞树突形成过程中能够参与应激颗粒的形成(Stress granule SG),那么PUM2蛋白在热激后的睾丸生精细胞中是否也参与SG的形成?我们通过热应激实验发现PUM1以及PUM2蛋白在热激的睾丸中都能够形成SG,并通过SG来保护生殖细胞阻止其凋亡。为了更深入的研究PUM家族在应激颗粒形成中的作用,我们利用实验室前期构建的敲除小鼠进行热激实验,发现单独敲除Pum1基因,对应激颗粒的形成没有明显影响,而单独敲除Pum2基因我们发现SG形成相对于WT显著减少。我们又通过构建Pum双敲小鼠来研究PUM蛋白对SG形成的影响,然而发现Pum双敲小鼠胚胎致死。通过检测E6.5以及E7.5内胚层标记物GATA6蛋白表达情况,发现在7.5d PUM双敲小鼠胚胎中内胚层标志物GATA6蛋白明显增高,说明Pum1-/-;Pum2-/-小鼠胚胎在原肠胚形成过程中由于大量的胚胎细胞朝着内胚层分化从而导致原肠胚分化缺陷。由于Pum双敲胚胎致死,实验室又构建了精原细胞时期开始条件性敲除PUM家族的(下文简称SDKO)小鼠,结果发现同时敲除Pum1和Pum2基因,SG数目形成大量减少。说明PUM家族蛋白在SG的形成过程中扮演着重要的作用。综上所述,PUM家族蛋白是睾丸生殖细胞应激颗粒形成的一个重要组成成分,并且在早期胚胎发育过程中对于胚胎原肠胚分化起着重要的调控作用。