哺乳動(dòng)物精原干細(xì)胞（SSC）具備自我更新以及分化產(chǎn)生功能精子的特性,。SSC來源于前精原細(xì)胞（Prospermatogonia，ProSG),，依次發(fā)育為增殖型前精原細(xì)胞（M-ProSG）,、初級(jí)過渡型前精原細(xì)胞（T1-ProSG）和次級(jí)過渡型前精原細(xì)胞（T2-ProSG）三種類型,。T2-ProSG可同時(shí)發(fā)育為SSC和分化精原細(xì)胞（Differentiated spermatogonia，Diff SG）,。SSC自我更新和建立在精子發(fā)生中至關(guān)重要,，其紊亂將導(dǎo)致SSC耗竭，進(jìn)而引起唯支持細(xì)胞綜合征（Sertoli cell only syndrome,，SCOS）,。然而，目前SSC池建立的分子調(diào)控尚未完全闡明,。
2024年4月15日,，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院生殖健康研究所袁水橋教授團(tuán)隊(duì)在Cell雜志子刊Cell Reports上在線發(fā)表了題為“hnRNPU is required for spermatogonial stem cell pool establishment in mice”的研究成果,。該研究發(fā)現(xiàn)核不均一核糖核蛋白hnRNPU是調(diào)控SSC池和維持男性生育力的關(guān)鍵因子，其缺失將導(dǎo)致SCOS,。單細(xì)胞測(cè)序揭示hnRNPU在ProSG到SSC轉(zhuǎn)變中有重要調(diào)控作用,，并發(fā)現(xiàn)hnRNPU可調(diào)控ProSG中細(xì)胞周期相關(guān)基因的可變剪接，進(jìn)而調(diào)控ProSG的遷移和分化,。
研究團(tuán)隊(duì)首先在前期研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)hnRNPU在人類和小鼠睪丸中高表達(dá),，并發(fā)現(xiàn)hnRNPU在ProSG的細(xì)胞核中高表達(dá)。接著利用Vasa-Cre介導(dǎo)的條件性基因敲除小鼠模型,，發(fā)現(xiàn)Hnrnpu基因缺失引發(fā)小鼠SCOS,，導(dǎo)致雄性不育。進(jìn)一步利用ProSG相關(guān)標(biāo)記物DNMT3L以及MIWI2,、FOXO1免疫熒光染色觀察,，發(fā)現(xiàn)Hnrnpu基因缺失小鼠中ProSG轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>SSC受到阻滯，最終引發(fā)SCOS,。為進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)果,，研究團(tuán)隊(duì)利用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)分析了出生后第5天（P5）小鼠睪丸組織。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，Hnrnpu缺失后睪丸中主要生殖細(xì)胞為ProSG,，精原細(xì)胞顯著減少，,，從而從單細(xì)胞水平證實(shí)了ProSG到SG轉(zhuǎn)變?nèi)毕?，且單?xì)胞測(cè)序結(jié)果還發(fā)現(xiàn)敲除小鼠睪丸生殖細(xì)胞阻滯在有絲分裂靜止的G1期，提示細(xì)胞周期紊亂可能是ProSG阻滯的關(guān)鍵因素,。
此外,，本研究還發(fā)現(xiàn)hnRNPU可調(diào)控精原細(xì)胞發(fā)育相關(guān)基因的選擇性剪接，Hnrnpu缺失的精原細(xì)胞中細(xì)胞周期以及細(xì)胞黏附相關(guān)基因的選擇性剪接事件出現(xiàn)異常,。其中，參與細(xì)胞周期調(diào)控的Vrk1,、Slx4以及調(diào)控精原細(xì)胞發(fā)育的Dazl,，均發(fā)生顯著的差異性選擇性剪接。進(jìn)一步的RNA免疫共沉淀測(cè)序（RIP-seq）分析發(fā)現(xiàn),，這些基因的mRNA均直接被hnRNPU結(jié)合,，且hnRNPU主要結(jié)合在基因轉(zhuǎn)錄本外顯子以及3’UTR區(qū)域，并主要富集于細(xì)胞周期功能,。蛋白免疫共沉淀結(jié)合質(zhì)譜（IP-MS）分析發(fā)現(xiàn),，hnRNPU可與精原細(xì)胞發(fā)育重要蛋白（如：SRSF3、TRIM28,、DDX5）直接相互作用,?？傊狙芯拷Y(jié)果表明,，hnRNPU是調(diào)控ProSG向SSC轉(zhuǎn)變的重要關(guān)鍵蛋白,，可在精原細(xì)胞中通過與其他RNA結(jié)合蛋白共同作用調(diào)控細(xì)胞周期相關(guān)基因的選擇性剪接，進(jìn)而維持SSC池的建立（圖1）,。
圖1: hnRNPU調(diào)控前精原細(xì)胞分化和SSC池建立模式圖,。
華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院生殖健康研究所博士畢業(yè)生文玉嬌（現(xiàn)就職于華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心）、生殖健康研究所碩士畢業(yè)生周淑敏,、生殖健康研究所2023級(jí)博士研究生桂以倩,、武漢愛基百客生物有限公司/湖北科技學(xué)院李澤卿副教授、生殖健康研究所2021級(jí)碩士研究生尹麗莎為該論文的共同第一作者,。華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院生殖健康研究所/實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心袁水橋教授為該論文的唯一通訊作者,。該研究得到了浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院浙大國(guó)際健康研究院程柯仁研究員的大力支持，以及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,、華中科技大學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)支持,。
文章鏈接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00441-8
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