本文選題：男性不育 + BTB��； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2012年博士論文

【摘要】：不育癥是影響人類健康的一種常見重大疾病,其發(fā)病率很高,然而大部分的非梗阻性無精癥(non-obstructive azoospermia,NOA)患者病因不明,臨床治療時無從下手。多年來研究發(fā)現(xiàn)NOA患者發(fā)病原因可能與睪丸中血-睪屏障(Blood-testis barrier,BTB)的缺陷和減數(shù)分裂過程中同源染色體同源重組異常有關(guān),但對這兩個事件發(fā)生異常的分子調(diào)控機理仍然不太清楚。 曲精小管中由相鄰支持細胞構(gòu)成的血-睪屏障(BTB)會在生精上皮周期中的第Ⅷ期、第Ⅸ期經(jīng)歷一個破壞、重建的過程來幫助前細線期或細線期的精母細胞完成由basal compartments向adlummal compartments的遷移。此過程的異常會導(dǎo)致前細線期或細線期的精母細胞不能進入adluminal compartments完成減數(shù)分裂或者是引起抗自身精細胞抗體的產(chǎn)生,從而引起不育。鑒于BTB破壞、重建的過程受到細胞因子TGF-β3的調(diào)控,本文的第一個研究課題是尋找影響TGF-β3表達、分泌的因素及其分子機制。 本文研究發(fā)現(xiàn)核輸出因子蛋白家族(NXF)成員之一的NXF3特異性表達在睪丸組織中的支持細胞的細胞之中,并且它起始表達的時間和小鼠青春期BTB開始建立時間一致；除睪丸中的支持細胞外,NXF3還特異性表達在附睪頭部Ⅱ區(qū)的主細胞中,起始表達的時間和第一次生精波完成后睪丸液進入附睪的時間一致,并且它在附睪中的表達是睪丸液依賴。探尋NXF3和TGF-β3在不同情況下的表達情況時發(fā)現(xiàn),無論是生理條件還是病理條件,如熱刺激、CdCl2處理,二者的表達均呈現(xiàn)負相關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)在支持細胞中,TGF-β信號通路可以對細胞因子TGF-β3的表達進行轉(zhuǎn)錄負調(diào)控,并且這種轉(zhuǎn)錄負調(diào)控是NXF3部分依賴的。具體來講是,TGF-β信號通路可以通過激活Smad2/3途徑來抑制TGF-β3的表達,NXF3的可通過增強細胞內(nèi)Smad2/3途徑的徑活性從而進一步抑制細胞內(nèi)TGF-β3的表達。接著我們對NXF3影響TGF-β信號通路的分子機制進行了研究,發(fā)現(xiàn)NXF3可以與TGF-β信號通路的抑制因子STRAP結(jié)合,二者的相互作用可以通過破壞STRAP與Smad7的結(jié)合來影響TβR1(TD)-STRAP-Smad7復(fù)合體的形成,從而增強了細胞內(nèi)TGF-β-Smad信號通路活性。除參與調(diào)節(jié)TGF-β3的表達、分泌外,我們發(fā)現(xiàn)NXF3還可以通過影響TGFβ-Smad信號通路參與調(diào)節(jié)支持細胞中其它重要基因的表達,如與BTB相關(guān)的基因Claudin1、WT1以及與支持細胞分化發(fā)育相關(guān)的基因GATA1、p21. 減數(shù)分裂過程中同源重組發(fā)生在減數(shù)分裂前期Ⅰ,是在同源配對的非姐妹染色單體之間進行的,它的發(fā)生可以確保減數(shù)分裂過程中染色體的正確分離。同源重組是個比較復(fù)雜的過程,涉及DSBs形成、單鏈DNA末端入侵、中間體Holliday交叉形成等一系列過程,最后在同源配對染色體間的形成交換位點(Crossovers, COs,由粗線期聯(lián)會復(fù)合體上的MLH1蛋白標記)。COs形成過程中受到正干涉的調(diào)控,即一個COs的形成排斥其它COs在其附近形成,本文的第二個課題中對人類染色體上COs間的干涉特征及其影響因素進行研究。 首先,通過綜合運用細胞免疫熒光技術(shù)和多色熒光原位雜交技術(shù)(cenM-FISH)對每條粗線期聯(lián)會復(fù)合體(synaptonemal complexs, SCs)及SCs上的COs進行了標記,測量出相鄰Cos之間的距離并擬合到gamma model中計算出用于定量交換干涉強度的參數(shù)v,而后對其進行分析發(fā)現(xiàn)干涉強度在染色體內(nèi)、染色體間和個體間均存在異質(zhì)性,具體來講就是：染色體上臂間干涉強度大于臂內(nèi)干涉強度,這可能是由著絲粒引起的；小號染色體的干涉強度大于大號染色體上的干涉強度；個體之間的每條染色體上的干涉強度也存在變異,但沒發(fā)現(xiàn)規(guī)律。進一步分析顯示,SCs的結(jié)構(gòu)異常會影響Cos間的干涉強度,比如9號染色體上易出現(xiàn)的不連續(xù)區(qū)域(gaps)和未聯(lián)會區(qū)域(splits)兩種結(jié)構(gòu)異常會cis/trans影響本身和其它染色體上干涉強度。另外,我們的研究也表明Cos間的干涉可通過著絲粒發(fā)揮作用。 綜上所述,本文研究了NXF3調(diào)控細胞因子TGF-p3表達、分泌中的分子機制及正常精母細胞中COs間干涉的分布模式,這些結(jié)果有助于進一步探討NOA患者中血睪屏障異常以及同源重組缺陷的原因。
[Abstract]:Infertility is a common and major disease affecting human health. The incidence of the disease is very high. However, most of the patients with non-obstructive azoospermia (NOA) are unknown in etiology, and they are ineffective in clinical treatment. For years, the study found that the causes of NOA patients can be associated with the blood testosterone barrier (Blood-testis barrier, BTB) in the testicles. Defects and meiosis are related to the homologous recombination of homologous chromosomes, but the molecular regulation mechanism of these two events is still not clear.
In the seminiferous tubule, the blood testosterone barrier (BTB), composed of adjacent supporting cells, will be in stage VIII in the spermatogenic epithelium cycle. The period IX experience a destruction and reconstructive process to help the spermatocytes from basal compartments to adlummal compartments in the prior fine line or fine line period. Fine line spermatocytes can not enter adluminal compartments to complete meiosis or cause anti self spermatocyte antibody production and cause infertility. In view of BTB destruction, the process of reconstruction is regulated by cytokine TGF- beta 3. The first research topic in this paper is to find the factors affecting the expression and secretion of TGF- beta 3 and its molecular machine. System.
This paper has found that NXF3, one of the members of the nuclear output factor protein family (NXF), is specifically expressed in the cells of the supporting cells in the testicular tissue, and the time of its initial expression is consistent with the time of the establishment of BTB in the puberty of mice; in addition to the supporting cells in the testis, NXF3 is also specifically expressed in the main cells of the epididymal head II region. In the epididymis, the time of the initial expression is consistent with the time when the first secondary spermatologic wave is completed into the epididymis, and its expression in the epididymis is a testicular fluid dependence. The expression of NXF3 and TGF- beta 3 in different conditions is found to be negative in both physiological and pathological conditions, such as thermal stimulation, CdCl2 treatment, and the expression of the two. Further studies have found that TGF- beta signaling pathway can regulate the expression of cytokine TGF- beta 3 in support cells, and this negative regulation is partly dependent on NXF3. Specifically, the TGF- beta signaling pathway can inhibit the expression of TGF- beta 3 by activating the Smad2/3 pathway, and NXF3 can enhance the intracellular Smad2/ by using the Smad2/3 pathway. The diameter activity of the 3 pathway further inhibits the expression of TGF- beta 3 in the cell. Then we have studied the molecular mechanism of the effect of NXF3 on the TGF- beta signaling pathway, and found that NXF3 can bind to the inhibitory factor STRAP of the TGF- beta signaling pathway, and the interaction of the two can affect the T beta R1 (TD) -STRAP-Smad7 complex by destroying the binding of STRAP to Smad7. In addition to regulating the expression of TGF- beta 3 and secreting, we found that NXF3 can also regulate the expression of other important genes in the supporting cells by affecting the TGF beta -Smad signaling pathway, such as BTB related Claudin1, WT1, and the differentiation and development phase of the supporting cells, in addition to the regulation of the expression of TGF- beta 3. The gene GATA1, p21.
Homologous recombination occurs during meiosis in the prophase of meiosis, which is between the homologous pair of non sister chromatid monomers. The occurrence of homologous recombination can ensure the correct separation of chromosomes during meiosis. Homologous recombination is a complex process involving the formation of DSBs, the single strand DNA terminal invasion, and the interintermediate Holliday cross. In a series of processes, the formation of the exchange site between the homologous chromosomes (Crossovers, COs, MLH1 protein markers on the roughen phase complex) is regulated by positive interference, namely, the formation of a COs formation that excludes other COs from its formation. In the second subjects of this article, the COs between the human chromosomes is on the human chromosome. The characteristics of interference and its influencing factors are studied.
First, by using cellular immunofluorescence technology and polychromatic fluorescence in situ hybridization (cenM-FISH) to mark each synaptonemal complexs (SCs) complex (SCs) and SCs, the distance between adjacent Cos is measured and the parameter V, which is used to calculate the intensity of the quantitative exchange interference, is calculated in gamma model. After analyzing it, it is found that interference intensity is heterogeneous in chromosomes, between chromosomes and between individuals. Specifically, the intensity of interarm interference in the upper arm is greater than that of the interarm interference, which may be caused by centromere; the interference intensity of the trumpet chromosome is greater than the interference intensity on the large chromosome; The intensity of interference on each chromosome is also mutable, but no regularity is found. Further analysis shows that the structural abnormalities of SCs affect the interference intensity between Cos, such as the discontinuous region of the 9 chromosome (gaps) and the two structural abnormalities in the unassociated region (splits), which affect the interference intensity of the other chromosomes and the interference intensity on the other chromosomes. Our research also shows that interference between Cos can play a role through centromere.
In summary, this paper studies the NXF3 regulation of the expression of cytokine TGF-p3, the molecular mechanism of secretion and the distribution pattern of interference between COs in normal spermatocytes. These results are helpful to further explore the abnormal blood testis barrier and the cause of homologous recombination in NOA patients.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R339.2

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本文編號：1907575