多梳蛋白PCGF6在精子過程中的功能研究及小鼠出生后睪丸發(fā)育過程中長鏈非編碼RNA表達(dá)譜分析.pdf

1、近些年，隨著表觀遺傳調(diào)控在生物個(gè)體發(fā)育及疾病發(fā)生中作用的日益凸顯，表觀遺傳學(xué)機(jī)制也逐步成為精子發(fā)生分子機(jī)制研究領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
　　多梳家族環(huán)指蛋白(PCGFs)作為重要表觀遺傳調(diào)控復(fù)合體PRC1的核心成員通過介導(dǎo)PRC1對相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄抑制進(jìn)而參與生物體發(fā)育。本研究以睪丸組織中呈現(xiàn)高表達(dá)的PCGF6基因?yàn)檠芯繉ο螅瑢ζ湓诰影l(fā)生過程中的功能進(jìn)行了研究。通過對PCGF6基因的表達(dá)模式和功能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)PCGF6在新生小鼠

2、（6日齡和12日齡）睪丸組織中表達(dá)量較低，而在18日齡小鼠睪丸中其表達(dá)量開始激增并在成年睪丸組織中保持較高水平，我們還發(fā)現(xiàn)PCGF6在睪丸組織中的粗線期精母細(xì)胞和長形精子細(xì)胞中表達(dá)量較高。通過穩(wěn)定敲低GC-2 spd精母細(xì)胞系中的內(nèi)源PCGF6表達(dá)，發(fā)現(xiàn)由于細(xì)胞周期發(fā)生變化導(dǎo)致細(xì)胞增殖活性顯著增加，且相關(guān)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白基因的表達(dá)水平同時(shí)也出現(xiàn)變化。進(jìn)一步對GC-2 spd精母細(xì)胞系進(jìn)行體外低溫誘導(dǎo)分化，發(fā)現(xiàn)PCGF6敲低后，分化產(chǎn)生的

3、單倍體GC-2 spd細(xì)胞比例降低，且一些單倍體雄性生殖細(xì)胞標(biāo)志物基因的表達(dá)水平顯著降低。通過對相關(guān)組蛋白修飾水平進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，PCGF6敲低后GC-2 spd細(xì)胞的組蛋白H2A泛素化(H2Aub)水平出現(xiàn)降低，而組蛋白H4乙?；?H4ac)和H3K4me3水平則出現(xiàn)升高。在分子機(jī)制方面，我們在睪丸組織中鑒定到一個(gè)新的可與PCGF6間接互作的蛋白HSPA2，該蛋白為雄性生殖細(xì)胞減數(shù)分裂的必需因子。此外，我們還發(fā)現(xiàn)精子發(fā)生關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PL

4、ZF和OVOL1可分別負(fù)調(diào)控和正調(diào)控PCGF6的啟動子活性。
　　另一方面，越來越多的研究表明長鏈非編碼RNA（lncRNAs）作為一類新興的表觀遺傳調(diào)控因子在生物個(gè)體發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。為了解小鼠睪丸發(fā)育和精子發(fā)生過程中l(wèi)ncRNAs的整體表達(dá)情況，我們通過芯片技術(shù)對新生小鼠和成年小鼠睪丸組織中l(wèi)ncRNAs的表達(dá)譜進(jìn)行了分析，我們檢測到共8265條lncRNAs在小鼠睪丸出生后發(fā)育過程中高于背景表達(dá)，其中3025條lncRN

5、As表達(dá)水平存在差異。對獲得的差異表達(dá)lncRNAs進(jìn)行包括基因組環(huán)境鑒定、相關(guān)蛋白編碼基因的GO功能富集分析、啟動子表觀修飾分析及進(jìn)化保守元件鑒定等在內(nèi)的進(jìn)一步解析，發(fā)現(xiàn)許多l(xiāng)ncRNAs與睪丸發(fā)育或精子發(fā)生的關(guān)鍵基因在基因組上相鄰或重疊，如Ovol1、 Ovol2、Lhx1、Sox3、Sox9、Plzf、 c-Kit、Wt1、Sycp2、Prm1和Prm2等。大多數(shù)差異表達(dá)lncRNAs的啟動子上存在表觀遺傳修飾，且傾向于組織特異表

6、達(dá)模式。此外，還發(fā)現(xiàn)大多數(shù)差異表達(dá)lncRNAs中含有保守進(jìn)化元件。
　　綜上所述，我們首次對多梳蛋白PCGF6在精子發(fā)生過程中的功能進(jìn)行了揭示并對小鼠出生后睪丸發(fā)育過程中l(wèi)ncRNA表達(dá)譜進(jìn)行了分析，從兩個(gè)角度對小鼠精子發(fā)生的表觀遺傳學(xué)機(jī)制進(jìn)行了探討，豐富和完善了哺乳動物精子發(fā)生的表觀遺傳學(xué)機(jī)制研究，為進(jìn)一步揭示精子發(fā)生的表觀遺傳學(xué)機(jī)制提供了新的線索和理論基礎(chǔ)。同時(shí)，也有助于精子發(fā)生的分子機(jī)制和男性不育分子發(fā)病機(jī)制的揭示，并為男