SRSF1调节小鼠睾丸支持细胞的功能及细胞和分子机理

20250122

农、林、牧、渔业

可国（境）内外转让

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

本项目重点研究支持细胞中的SRSF1 调节睾丸发育和精子发生过程的功能和分子机制。研究结果表明，从胚胎期至小鼠成年，SRSF1 在小鼠睾丸支持细胞中持续高表达；特异性敲除敲除Srsf1的成年小鼠表现出睾丸体积显著减小，附睾内无精子，组织化学染色结果显示睾丸内无正常的生精小管结构，呈现为类唯支持细胞综合征表型。进一步研究表明， SRSF1 缺失通过增加细胞凋亡和 DNA 损伤来影响支持细胞的数量和功能， SRSF1 缺失导致 1699 个基因上调和 1296 个基因下调，KEGG 富集分析显示这些差异基因与细胞周期及细胞凋亡有关。此外，建立了Tamoxifen诱导的青春期特异性敲除Srsf1的小鼠模型（Srsf1f/f, Amh cre ERT2），利用该小鼠模型，研究发现青春期前支持细胞中缺失SRSF1导致血睾屏障形成缺陷，圆形精子细胞和长形精子细胞排布紊乱，精子发生过程异常。 综上所述，SRSF1 在支持细胞增殖、血睾屏障形成以及精子发生过程中发挥着关键作用，研究结果不仅为理解SR家族蛋白在调节睾丸发育和精子发生过程中的功能和分子机制提供了重要见解，而且可为相关男性不育症的治疗提供新的分子靶点。上述研究结果已整理成文，正在准备投稿。 此外，在研究支持细胞中SRSF1调节睾丸发育和精子发生的功能和机制的同时，我们探究了支持细胞中同家族蛋白SRSF2调节睾丸发育和精子发生的功能和机制，生殖细胞中的SRSF1和其他关键蛋白对性腺发育、配子发生和胰岛素合成分泌的调节功能和相关机制，取得了如下研究成果： 1）支持细胞中的SRSF2对睾丸发育和精子发生的调节功能 解析了支持细胞中的与SRSF1同家族蛋白SRSF2调节支持细胞的增殖和凋亡的分子机制，研究结果对于认识SR家族蛋白在调节支持细胞增殖和睾丸发育的作用和机制具有重要学术价值，研究成果发表在The FASEB JOURNAL杂志上，项目为第一资助。 2）剪接因子SRSF1 调节精原细胞归巢的功能和机制 证明了SRSF1与RNA 剪接相关蛋白（如SART1、RBM15和SRSF10）相互作用，通过直接结合并调节Tial1/Tiar可变剪接，从而影响精原细胞的存活，研究成果发表在Elife上，项目为第二资助。 3）SRSF1 调节精母细胞和卵母细胞减数分裂的功能和机制 阐明了SRSF1调控精母细胞减数分裂过程中同源配对和联会的分子机制以及原始卵泡形成的功能和机制，研究成果发表在Science Bulletin（封面及亮点述评）和BMC Biology上，项目分别为第二和第四资助。 4）TMEM225调节精子成熟的功能和机制 阐明了TMEM225通过调节线粒体功能、糖酵解途径和精子鞭毛形态相关蛋白在精子上的正常分布来影响精子成熟过程，研究结果为睾丸特异表达的膜蛋白调节精子成熟的机制的研究以及因精子成熟异常导致的相关疾病的诊疗提供了重要参考，研究成果发表在Molecular & Cellular Proteomics上，项目为第二资助。 5）剪接因子BCAS2在精子发生减数分裂中的功能和调节机制 证明了BCAS2调控减数分裂过程中的DSB修复和联会过程中的功能和分子机制，研究成果发表在Cellular and Molecular Life Sciences上，项目为第二资助。 6）SYPL1调节精子胞浆小滴的形成 揭示了SYPL1调节精子胞浆小滴主动形成和囊泡富集以保障雄性生育力的新机制，研究成果发表在Nature Communications杂志上，项目为第二资助。 7）BCAS2和PARN调节胰岛素成熟和分泌的机制 解析了胰岛β细胞中BCAS2和PARN调控胰岛素的合成和分泌的机制，研究成果分别发表在Endocrinology和Advanced Science上，项目分别为第三和第四资助。 综上所述，本项目在完成项目研究内容的基础上，利用各种敲除动物模型，系统详细地研究了相关RNA结合蛋白在睾丸发育和精子发生过程中的生理功能和调节机制。研究结果不仅拓展了睾丸发育和精子发生过程中的生理功能调节和相关机制的知识体系，而且为基因与雄性不育、RNA结合蛋白在精子发生过程的转录后调控机理方面提供实验证据和理论基础，并对动物生殖调控和人类相关生殖疾病治疗及相关药物选择有重要的理论和实际指导意义。 本项目研究工作基本按原计划进行，进展较为顺利，原定目标基本完成。项目执行期间，相关的研究结果发表SCI收录论文9篇（其中第一资助1篇，第二资助5篇，第三资助1篇，第四资助2篇），培养博士生5名，硕士生1名，项目负责人晋升为教授。另外，本项目中建立的Amh cre ERT2小鼠模型为未来进行支持细胞成熟和功能维持的分子机制等相关研究提供了稳定有效的工具鼠模型。