转录因子BNC1和RFX2在精子发生过程中的功能机制研究

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精子发生是一个复杂而特别的生理过程,涉及到精原干细胞的增殖分化,减数分裂以及精子的形变等特殊事件。每一个环节的正常进行都依赖于大量基因准确的表达。这些基因的表达受到精确而严格的转录调控,任何调控差错都可能引起精子发生异常从而导致不育。所以找出调控这些基因表达的关键转录因子并对其进行深入的研究,既能从整体上更好的掌握精子发生过程又可以从细节上阐明精子发生的分子机制。  BNC1是一个在睾丸中高度表达的锌指转录因子,在精子发生中发挥着重要作用。BNC1敲除之后生殖细胞不断丢失从而导致雄性小鼠不育。但是到目前为止,BNC1在精子发生过程中的转录调控机制研究的并不清楚。利用酵母双杂交系统我们从小鼠睾丸cDNA文库中钓出了一个和BNC1相互作用的蛋白HSF2BP。通过免疫共沉淀实验进一步确认了BNC1和HSF2BP之间的相互作用。RT-PCR结果显示在小鼠中HSF2BP主要在睾丸组织表达,同时在肺和肌肉中也有表达。在荧光双报告实验中BNC1能够激活它的两个靶基因Hist3h2a和Prkcsh的转录,而HSF2BP却能够在不影响BNC1蛋白表达水平的情况下抑制其对靶基因的转录激活作用。进一步的共转染实验显示HSF2BP能够显著的改变BNC1的亚细胞定位,让最初在细胞核定位的BNC1在细胞质中表达。以上结果提示HSF2BP能够通过改变BNC1的亚细胞定位来调节BNC1的转录活性。  由于精子发生过程的复杂性以及有大量的睾丸特异表达的基因在此过程中转录表达,所以除了需要对已有的转录因子进行深入的机制研究之外,还有很多功能未知的却可能在精子发生中扮演重要角色的转录因子需要被发掘和研究。结合生物信息预测和文献资料分析,我们认为转录因子RFX2会在调节精子发生过程尤其是调控睾丸特异表达基因方面发挥着重要的作用。为此我们通过同源重组的方法成功的构建了RFX2敲除小鼠模型。RFX2敲除之后一小部分鼠(约25%)出现了生长发育迟滞,而大部分敲除鼠都可以健康的生长。这些健康生长的小鼠总体上没有明显的异常,雌性小鼠可以正常生育但是雄性小鼠却是完全不育的。组织检测显示,RFX2缺失后小鼠睾丸明显变小,精子发生阻滞在圆形精子时期。进一步分析显示Rfx2敲除后精子发生在精母细胞时期就开始出现异常并最终阻滞在圆形精子时期,圆形精子不能继续向下分化而是成团脱落并伴随着凋亡的发生。基因表达分析显示目前已知的一些精子发生中重要的调节因子(如crem,trf2等)的表达并没有受到影响。所以Rfx2可能是通过一条特有的途径来调控精子发生过程。  
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