基础医学院发育生物学教研室教授夏来新,与南京医科大学刘明兮、沙家豪通力合作,发现了剪接体复合物特异地保守地调控晚期精原细胞分化,并参与人类非梗阻性无精症的发生。论文于3月28日在线发表在《美国科学院院刊》(PNAS),夏来新为该文第一通讯作者,我校为第一通讯作者单位。这是夏来新继发表Developmemtal Cell(2008年)、Cell(2010年)和Current Biology(2012年)论文之后的另一项高水平研究成果,也是其2015年作为第三层次人才引进到我校以来取得的第一项重要成果。
剪接体复合物是一个巨大的RNA蛋白复合物,它包含5个RNA蛋白复合体亚基(U1, U2, U4, U5和 U6)和至少150个蛋白。剪接体控制着细胞中mRNA的剪接加工,通常认为剪接体的功能是细胞生存所必需的。剪接体是一个巨大的动态复合体,其中单个组分的缺失,只会从一定程度上破坏它的功能,而不会让整个剪接体崩溃。酵母中的研究发现前体mRNA与剪接体机器之间至少有2500种不同的相互作用信号;不同剪接因子的缺陷会影响不同前mRNA和不同外显子的剪接。相关的研究表明,广谱表达的mRNA相对于组织特异表达的mRNA,拥有更强健和稳定的剪接信号,组织特异表达的mRNA更易受到剪接体缺陷的影响。很多生理疾病的发生都和剪接体的缺陷有关。然而剪接体在个体发育中的功能和机制,特别是在生殖系统发育和相关疾病中的研究还比较少。
非梗阻无精症是指因为睾丸生精障碍,而非输精管道梗阻引起的无精子病症。其发病率约占不育男性病例的20%,这相当于1%的男性。非梗阻无精症的高发病率极大地影响了家庭的和谐与社会的稳定。作者们通过挖掘临床非梗阻无精症的相关数据,充分利用果蝇功能模型,发现剪接体在雄性生殖细胞发育中的重要功能。研究结果表明特定的剪接体功能异常,不影响精原干细胞和早期的精原细胞行为,包括生殖干细胞的维持和分化,早期精原细胞的分裂等都不受影响;然而,随着生殖细胞发育的推进,剪接体功能异常会阻止晚期精原细胞的进一步分化:精原细胞只能分裂增殖而不能分化、精母细胞生成障碍、减数分裂进入失败,并导致无精症的发生。而且U2A相关的剪接体参与精原细胞分化这一机制,从果蝇到人中都保守地存在。我们的研究表明剪接体特异调控精原细胞分化,并参与人类非梗阻性无精症的发生,这为遗传诊断和治疗相关的病人提供了靶点。
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