《線粒體融合在雄性生殖細胞發育中的作用及機制研究》是依託華東師範大學，由王媛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：線粒體融合在雄性生殖細胞發育中的作用及機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王媛
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
線粒體受GTP水解酶Mfn1/2等的調控可發生融合，是生殖細胞中特殊結構nuage的主要組成部分。GASZ等多種生殖特異性基因定位於nuage，缺失時引起其他nuage蛋白的定位改變、表達下降，生殖細胞發育阻滯。我們的前期研究發現GASZ依賴於Mfn1/2促進線粒體的融合，其過表達利於胚胎幹細胞向生殖細胞的分化。GASZ線粒體定位信號缺失會導致其促生殖細胞形成的功能喪失，雄性小鼠不育。為了闡明GASZ及Mfn1/2所介導的線粒體融合影響生殖細胞成熟的作用機理，我們擬利用GASZ及Mfn1/2的基因敲除小鼠模型，結合胚胎幹細胞分化體系及體外分子試驗，確定GASZ線粒體信號缺失對線粒體功能及小鼠生殖發育的影響；明確Mfn1/2在小鼠生殖發育不同階段的獨特功能; 驗證GASZ與Mfn1/2的相互作用對生殖細胞成熟及對胚胎幹細胞向生殖細胞分化的影響，為不孕不育的基因治療及藥物開發提供新的思路。
結題摘要
在精子形成過程中，生殖細胞的形態，功能，代謝需求及環境發生了巨大的變化，這需要線粒體的功能亦隨之變化以適應發育及代謝需求。我們發現生殖細胞特異性蛋白GASZ的C端存在著線粒體定位信號，使之定位於線粒體的外膜，並可相互作用，促進線粒體的融合，而這種融合依賴於GASZ同線粒體融合的關鍵GTPase Mfn1/2之間的相互作用。當Mfn1/2缺失時，GASZ促進線粒體聚集及融合的現象消失。而GASZ促進生殖細胞發育的能力與其線粒體定位亦密切相關，基於GASZ敲除小鼠模型的實驗表明，GASZ線粒體定位信號缺失會導致生殖細胞發育受阻，nuage的結構喪失，piRNA形成減少，線粒體代謝異常，睪丸變小，雄性小鼠不育。這一系列的研究結果提示GASZ及Mfn1/2所介導的線粒體融合在生殖細胞的發育中可能起著關鍵性的作用。同時，通過利用MFN1, MFN2, 及MFN1/2在生殖細胞中條件敲除的小鼠模型，我們發現MFN1敲除引起與GASZ MLS缺失類似的結果，即生殖細胞形成缺陷，睪丸變小，線粒體代謝異常，雄性小鼠不育。但MFN1與MFN2敲除對雄性及雌性生殖發育的影響不同，其作用機制亦有差異。通過MFN1與MFN2在Sertoli細胞中的條件敲除發現其對生殖支持細胞Sertoli Cells的功能亦有影響。
