《Blind-Sterile小鼠雄性不育致病基因的定位克隆及功能研究》是依託北京大學，由牟麗莎擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Blind-Sterile小鼠雄性不育致病基因的定位克隆及功能研究
- 項目負責人：牟麗莎
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Blind-Sterile (bs)小鼠是一種自發突變小鼠，屬常染色體隱性遺傳，表現為精子發生障礙、頂體發育異常和雄性不育，並伴有白內障，其頂體異常的表型與人圓頭精子症表型相似，但其致病基因及作用機制尚不明確。本項目前期採用定位候選克隆和基因組靶向捕獲測序技術，確定Bpifb5為bs小鼠的致病基因。BPIFB5屬轉脂蛋白BPI家族，但在生精過程中其作用尚未見報導。本項目擬採用qRT-PCR, Western blot,免疫螢光和免疫電鏡等方法，確定BPIFB5在小鼠精子形成過程中的表達和定位特徵；通過脂結合和脂運轉實驗，檢測BPIFB5的脂結合能力和脂運轉活力；通過活細胞實時觀測技術，檢測BPIFB5在生精細胞中的脂轉運途徑，確認其在生精過程中的生物學功能。本項目的實施將初步闡明BPIFB5在小鼠精子發生中的作用機制，為研究圓頭精子症的發生機理、基因診斷和臨床治療提供理論依據。
結題摘要
背景：Blind-Sterile (bs)小鼠是一種自發突變小鼠，屬常染色體隱性遺傳，表現為精子發生障礙、頂體發育異常和雄性不育，並伴有白內障，其頂體異常的表型與人圓頭精子症表型相似，但其致病基因尚不明確。本項目採用定位候選克隆和基因組靶向捕獲測序技術，確定Bpifb5為bs小鼠的致病基因。但Liegel et al. (2013)的研究顯示BS小鼠的白內障表型源於胚胎期起始的晶狀體纖維細胞成熟異常和高度凋亡狀態，並發現Tbc1d20內的一個c.691T＞A突變可能是BS小鼠遺傳缺陷的候選基因。到2014年，Park et al.(2014)利用鋅指酶構建了Tbc1d20突變模型並重演了BS小鼠的白內障和睪丸生精缺陷表型，從而進一步證實了Tbc1d20突變是BS小鼠表型異常的遺傳原因。但是TBC1D20具體通過怎樣的細胞生物學和分子機制導致BS小鼠的白內障和無精症缺陷，目前尚不明確。因此，本項目後續的由研究Bpifb5調整為研究Tbc1d20在生精過程中的生物學功能。 主要研究內容: 1. bs小鼠睪丸形態學分析及 bs小鼠睪丸中各級生殖細胞的發育情況。2. 觀察TBC1D20蛋白在睪丸組織中以及在293t細胞中的定位特徵。3. Tbc1d20在生精過程中的生物學功能的作用機制。 重要結果：1.bs小鼠成熟睪丸的生精小管形態趨於不規則，管腔更小，生精小管內各級生精細胞減少甚至缺失，排列紊亂，呈現空腔現象。2.免疫螢光共定位顯示Tbc1d20在成熟野生型小鼠睪丸主要表達在生殖細胞和支持細胞的高爾基體。將Tbc1d20-EGFP過表達在293t細胞系中，雷射共聚焦掃描顯示活細胞狀態下Tbc1d20-EGFP主要定位在內質網和高爾基體上。但是，在WT小鼠睪丸中，並沒有觀察到內源性Tbc1d20在內質網上的明顯聚集。3.在bs 小鼠的睪丸細胞中，高爾基體和內質網的相應標記蛋白，GM130和ERp72也在相應亞細胞結構上缺失。 關鍵數據及其科學意義：Tbc1d20的突變可能導致了睪丸細胞中相應細胞的高爾基體和內質網的結構異常，或者通過與其互作蛋白影響了重要功能蛋白在高爾基體和內質網上的錨定和聚集，甚至組裝和運輸。本項目的實施初步闡明了Tbc1d20在小鼠精子發生中的作用機制，為研究源頭精子症的發生機理、基因診斷和臨床治療提供理論依據。
