【摘要】：精子發(fā)生是二倍體生殖細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成單倍體精子的過(guò)程,包括：PGCs形成、遷移、增殖和分化,性原細(xì)胞的增殖、靜息和遷移,精原干細(xì)胞的自我更新和分化,有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)換,精母細(xì)胞的減數(shù)分裂和精細(xì)胞變形。精子發(fā)生過(guò)程對(duì)有性生殖具有決定性作用,其中任何階段出現(xiàn)異常都會(huì)導(dǎo)致生殖異常,甚至不育。精子發(fā)生的關(guān)鍵基因發(fā)現(xiàn)主要通過(guò)對(duì)基因修飾模式生物的研究,精子發(fā)生的詳細(xì)機(jī)理仍不清楚。由精子發(fā)生異常所導(dǎo)致的人類非梗阻無(wú)精子癥,包括唯支持細(xì)胞綜合征CSCOS),除采用供精授精外,尚無(wú)其他有效的治療方法。為探討哺乳動(dòng)物精子發(fā)生的機(jī)制以及由其異常導(dǎo)致的SCOS發(fā)病機(jī)理,分別做了以下工作： 1.減數(shù)分裂是有性生殖生物的最基本特征—配子發(fā)生的必需過(guò)程,由于無(wú)合適的體外研究模型,對(duì)減數(shù)分裂的了解主要依賴于對(duì)基因修飾模式生物的研究。而所用的模式生物種類繁多、減數(shù)分裂相關(guān)基因的保守性也各不相同。在臨床上,導(dǎo)致減數(shù)分裂異常進(jìn)而誘發(fā)無(wú)精子癥的致病基因仍不清楚。因此,對(duì)減數(shù)分裂中起重要作用的所有基因(蛋白質(zhì))的相關(guān)信息進(jìn)行了收集、分析。通過(guò)文獻(xiàn)檢索,發(fā)現(xiàn)截止到2013年05月01日共有約40,000篇論文提及減數(shù)分裂,閱讀后,確認(rèn)其中涉及的2008個(gè)基因參與減數(shù)分裂。在此基礎(chǔ)上,建立了一個(gè)整合的、可搜索的數(shù)據(jù)庫(kù)MeiosisOnline1.0。同時(shí),利用GAS算法,預(yù)測(cè)出606個(gè)潛在的減數(shù)分裂功能基因。并對(duì)減數(shù)分裂功能基因和潛在功能基因進(jìn)行了注釋、GO分析和蛋白質(zhì)相互作用分析。 2.發(fā)現(xiàn)Pdia3定位于各級(jí)生精細(xì)胞及Sertoli細(xì)胞中,且全身性敲除該基因?qū)е滦∈笤缙谂咛ブ滤馈Ｒ虼?為研究Pdia3對(duì)配子發(fā)生的影響,利用Cre-Loxp系統(tǒng)在小鼠生殖細(xì)胞和Sertoli細(xì)胞分別敲除Pdia3,結(jié)果顯示：生精細(xì)胞中特異性敲除Pdia3對(duì)精子發(fā)生無(wú)明顯影響,但對(duì)精子的受精能力及其后的早期胚胎發(fā)育產(chǎn)生較大影響。Sertoli細(xì)胞中敲除Pdia3對(duì)生精過(guò)程及生育均無(wú)明顯影響。揭示了Pdia3在精子受精能力及精子來(lái)源Pdia3在植入前胚胎發(fā)育中的重要功能。 3.在基因水平,高達(dá)2300個(gè)基因參與了雄性配子發(fā)生過(guò)程,而其中近400個(gè)基因在分別敲除后會(huì)導(dǎo)致小鼠精子發(fā)生異常,但人類無(wú)精子癥患者致病基因知之甚少。為發(fā)現(xiàn)無(wú)精子癥患者中SCOS的致病基因,在對(duì)2000余份無(wú)精子癥患者的睪丸組織進(jìn)行組織病理學(xué)分析和減數(shù)分裂分析的基礎(chǔ)上,對(duì)無(wú)精子癥患者進(jìn)行了分類。并對(duì)其中不明原因的20例SCOS患者,進(jìn)行了全外顯子測(cè)序和一系列生物信息學(xué)分析及其文獻(xiàn)查閱,篩選出SCOS候選致病基因HELQ和BRD4。在20個(gè)患者中,發(fā)現(xiàn)2個(gè)HELQ突變位點(diǎn),其中位點(diǎn)(T490A)在166個(gè)散發(fā)SCOS的全外顯子Sanger測(cè)序中又被檢測(cè)到1次,同時(shí),又發(fā)現(xiàn)了4個(gè)新的錯(cuò)義突變位點(diǎn),其在SCOS的總突變率為4.37%。BRD4,在20個(gè)進(jìn)行外顯子測(cè)序的SCOS中,發(fā)現(xiàn)2個(gè)病例各具有一個(gè)突變位點(diǎn),在166個(gè)散發(fā)病例中又發(fā)現(xiàn)3個(gè)新錯(cuò)義突變位點(diǎn),其在SCOS的總突變率為4.30%。在果蠅上,對(duì)BRD4同源物fs(1)h在生殖細(xì)胞中進(jìn)行特異性敲減,發(fā)現(xiàn)果蠅睪丸出現(xiàn)生殖細(xì)胞丟失現(xiàn)象,與人類SCOS的表型相似。通過(guò)以上研究,我們首次發(fā)現(xiàn)了SCOS致病基因HELQ和BRD4,且在果蠅上驗(yàn)證了BRD4同源基因fs(1)h在GSC中的關(guān)鍵作用。揭示SCOS致病機(jī)制,為SCOS患者基因診斷提供分子標(biāo)志。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R698.2;Q492

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2271500