Stra8及其相互作用蛋白Setd8在精子發生中的作用機制

《Stra8及其相互作用蛋白Setd8在精子發生中的作用機制》是依託揚州大學，由鄭英擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Stra8及其相互作用蛋白Setd8在精子發生中的作用機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭英
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

Stra8在精子發生過程中至關重要，Stra8基因敲除小鼠表現為雄性不育，但Stra8的分子作用機制至今尚未闡明。套用酵母雙雜交技術，我們篩選出一個與Stra8相互作用的蛋白-Setd8。Setd8是目前發現的唯一一種H4K20單甲基化酶，其缺失可致細胞周期阻滯等嚴重發育障礙，因而在細胞中發揮極為重要的作用。為此，本項目擬開展以下四方面的研究：（1）Stra8與Setd8相互作用機制分析。明確兩者之間的轉錄調控關係，確定兩者相互作用的關鍵區域；（2）研究體外培養生精細胞中Stra8在細胞周期、DNA損傷修復及轉錄調控三方面的作用機制；（3）在體研究減數分裂前生精細胞中Stra8在細胞周期、DNA損傷修復及轉錄調控三方面的的作用機制；（4）研究Stra8與男性不育症之間的相關性。通過上述系列研究，揭示Stra8和Setd8調控精子發生的分子機制，為男性不育症臨床診斷和治療提供理論基礎和實踐的可能性。

結題摘要

Stra8在精子發生中發揮重要作用，但其作用機制尚不清楚。前期工作中我們篩選了一個與Stra8相互作用的蛋白Setd8。本項目通過一系列的研究探討了Stra8通過與Setd8相互作用調控精子發生的機制。首先通過雙螢光素酶實驗證明了Stra8與Setd8能進行相互轉錄調控，且Stra8蛋白能夠增強Setd8的轉錄活性。進一步研究了Stra8與Setd8相互作用的區域，結果發現，兩種蛋白的任何一個截短的區域都不能單獨發生相互作用，提示：Stra8與Setd8可能是通過兩個分子整體進行相互作用的。其次，我們構建了Stra8過表達精原細胞株，並利用此細胞模型探討了Stra8對細胞功能的影響，結果發現，Stra8能夠抑制生精細胞的凋亡，其抑制凋亡可能通過AKT/MAPK信號通路相關分子來進行調控的。同時，我們建立了精原細胞細胞周期同步化方法，並在此基礎上分析了Stra8、Setd8及H4K20ME1的表達和亞細胞定位，結果發現，在細胞周期的不同階段這三種分子的表達具有規律性，同時，其在精原細胞的胞質和胞核中穿梭。推測其可能通過亞細胞定位的改變發揮轉錄調控作用。最後，我們構建了VAD及VAD恢復小鼠模型，並套用小鼠模型動態觀察Stra8、Setd8及H4K20ME1的表達變化，同時，對細胞周期相關分子、DNA損傷修復相關分子、細胞凋亡相關分子等進行了表達分析，結果這些分子都發生了規律性的變化，上述結果提示，Stra8表達水平降低所導致的精子發生障礙可能是通過Setd8作用於H4K20單甲基化後影響細胞周期、DNA損傷修復及細胞凋亡等相關分子的轉錄及翻譯所導致的。本項目研究結果初步揭示了Stra8通過與Setd8相互作用的調節精子發生的機制，為臨床男性不育症診斷和治療提供了可能的靶標，因而具有較為重要的理論和實踐價值。