Sertoli細胞又稱支持細胞,是睪丸生精上皮中唯一與生精細胞接觸的體細胞。相鄰Sertoli細胞間及Sertoli細胞與生精細胞間通過復雜的細胞連接為整個精子發(fā)生過程提供了重要保障。尤為關鍵的是,相鄰Sertoli細胞在生精上皮基底部形成了血睪屏障(blood-testis barrier,BTB)。肌動蛋白Actin及其相關蛋白,比如WASP(Wiskott-Aldrich syndrome protein),對于維持血睪屏障的完整和穩(wěn)定具有重要的作用。近期研究發(fā)現,與WASP同屬WASp家族成員JMY蛋白(junction-mediating and regulatory protein)通過促進Actin組裝,降低細胞黏附,促進細胞的遷移,并且還參與了細胞內吞和囊泡運輸過程。然而,目前尚未發(fā)現JMY蛋白與雄性生殖相關的研究報道。本課題前期研究中,首次發(fā)現:JMY蛋白在小鼠睪丸組織中呈高表達,且主要表達于Sertoli細胞。為進一步明確JMY蛋白在Sertoli細胞中的功能,本研究構建了Sertoli細胞特異性Jmy條件型基因敲除小鼠。以該模型為基礎,結合Sertoli細胞連接調控機制的相關研究,通過生育力比較、精子質量分析、形態(tài)學分析、細胞連接蛋白檢測、Sertoli細胞原代培養(yǎng)和細胞骨架結構比較等手段,進一步探索JMY蛋白與Sertoli細胞連接的相關性,并闡明JMY在生精過程以及雄性生殖中的作用。本研究發(fā)現,Jmy條件基因敲除的雄鼠出現了精子質量降低、生育力下降表型;此外,形態(tài)學檢測發(fā)現其睪丸生精上皮結構紊亂,生精細胞脫落,Sertoli細胞之間細胞連接的超微結構異常,BTB受損;同時,蛋白水平檢測顯示Sertoli細胞中細胞內吞相關蛋白(Clathrin、Caveolin-1)和內體相關蛋白(EEA-1、Rab11)含量增加,細胞連接蛋白(N-cadherin、β-catenin、Occludin)含量下降,細胞連接減弱;細胞表面蛋白經內吞作用進入細胞后,無法進行后續(xù)的轉運,逐漸滯留在胞質內,而細胞連接處信號消失。本論文研究結果表明,在Sertoli細胞中,JMY蛋白參與囊泡運輸,進而調節(jié)連接蛋白胞內運輸,維持細胞連接的動態(tài)穩(wěn)定,影響血睪屏障功能。JMY蛋白缺失并不一定會影響Sertoli細胞的內吞作用,但將阻礙細胞內吞后續(xù)內吞小泡的轉運和早期內體的形成,導致內吞小泡在細胞內堆積,影響和阻礙連接蛋白的再循環(huán)過程,致使Sertoli細胞間的連接結構受損,破壞BTB完整性�？傊�,本論文通過研究Sertoli細胞特異性Jmy條件型基因敲除小鼠模型,發(fā)現JMY蛋白在調節(jié)Sertoli細胞連接和維持BTB功能中扮演了重要的角色;同時,揭示了JMY蛋白與Sorbs 2蛋白及α-Actinin蛋白互相作用,調節(jié)細胞骨架蛋白Actin組裝,共同參與囊泡運輸過程的可能性。從臨床角度看,本研究結果為針對Sertoli細胞連接的新型靶向藥物即新一代男性避孕藥的研發(fā)提供重要的理論基礎和可靠的實驗依據。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R321
【部分圖文】：

海交通大學碩士研究生學位論文 JMY 蛋白在 Sertoli 細胞中的功能及其作用機制研內側大量特殊的肌動蛋白微絲束（specializedActin microfilament）構成[13,14]。此可見，在 Sertoli 細胞中肌動蛋白 Actin 對于維持細胞連接結構具有極為重要作用。1.3 細胞連接的動態(tài)重組然而，需要指出的是：Sertoli 細胞的連接結構并非固定不變，而是一個動穩(wěn)定的過程。例如，在生精上皮特定的時期（Stage VIII），Sertoli 細胞基底部細胞連接會短時間的―開放‖和―關閉‖，以確保前細線期精母細胞（preleptotenespermatocyte）穿過 BTB 進入近腔小室，進一步完成精子發(fā)生（圖 1b、c）；與此同時，Sertoli 細胞頂部與精子細胞的連接也被清除，從而釋放精子（圖 1d）這種短暫的―開放‖和―關閉‖取決于對細胞連接的調控。

上海交通大學碩士研究生學位論文 JMY 蛋白在 Sertoli 細胞中的功能及其作用機制研究成新的細胞連接，從而有利于維持細胞連接[4,5,15-17]。此外，細胞內新合成的連接蛋白需要通過分泌途徑的囊泡運輸，從高爾基體經囊泡（以 Rab11 為標志）運輸至細胞表面。而 TGF-β、TNF-α、IL-6 信號促進內體進入降解途徑，即形成多泡體/晚期內體（multivesicular body/later endosome，MVB，以 Rab7 為標志）與溶酶體融合，降解連接蛋白，從而有利于 Sertoli 細胞清除細胞連接。

1.5 JMY 蛋白的結構與功能令人感興趣的是，近來研究發(fā)現一類 Actin 相關蛋白及其調節(jié)因子，如 Arp 3（Actin-related protein 3）、WASP（Wiskott-Aldrich syndrome protein）等，通過調控肌動蛋白聚合參與了許多重要的細胞活動，如質膜重組、內吞、自噬、囊泡運輸、細胞骨架協作等，尤為重要的是參與維持 Sertoli 細胞緊密連接及 BTB 功能[31-33]。值得注意的是，與 WASP 同屬 WASp 家族（Wiskott-Aldrich Syndromefamily）成員的 JMY 蛋白（junction-mediating and regulatory protein）相比這些同家族成員，具有相似的蛋白序列和相同的蛋白功能，并對 Arp2/3 蛋白復合物的激活起關鍵作用。從蛋白結構分析來看，JMY 蛋白 N 端為 CC 結構域（coiled-coildomain），可與 p300 蛋白結合；其蛋白 C 端具有三個 WH2 結構域（WASpHomology 2 domain），可與 Actin 結合，以及一個 CA 結構域（connector and acidicdomain），可與 Arp2/3 蛋白復合物結合（圖 3）[34,35]。
【參考文獻】

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1 黃荷鳳;王波;朱依敏;;不孕癥發(fā)生現狀及趨勢分析[J];中國實用婦科與產科雜志;2013年09期

本文編號：2857713