课题基金 / 基金详情

MTL5在调控精子发生减数分裂进程中的作用和机制

批准号:
82071709
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
江小华
依托单位:
学科分类:
精子发生异常与男性不育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
江小华

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
减数分裂I前期依次经历细线期、偶线期、粗线期和双线期,其中任何阶段发生障碍都会导致减数分裂停滞和无精子症发生。我们发现睾丸特异表达的金属硫样蛋白MTL5在偶线期定位于细胞质,粗线期定位于细胞核,其敲除小鼠精母细胞不能进入粗线期;MTL5与MuvB转录调节复合物成员LIN9互作,缺失了与LIN9结合位点的Mtl5突变小鼠精母细胞中截短的MTL5蛋白仍然表达但不能进入细胞核,减数分裂亦不能进入粗线期。因此我们推测在精子发生过程中,MTL5必需从细胞质进入细胞核,再以转录调控的方式调节减数分裂进程。在本项目中,我们将1)进一步明确Mtl5敲除导致减数分裂停滞的确切时间,2)研究其何时及如何入核,3)找寻受其调控并在减数分裂进程中起关键作用的基因,4)检测MTL5及其相关基因在无精子症患者中的突变;以期揭示MTL5调控减数分裂进程的分子机制,为相关无精子症的分子诊断和干预提供分子标靶。
英文摘要
The prophase of meiosis I includes leptotene, zygotene, pachytene, and diplotene, and disturbance at any stage will lead to meiotic arrest and azoospermia. In our previous research, we found that MTL5, a testis-specific metallothionein-like protein, was transferred from the cytoplasm to nucleus during zygotene to pachytene stage. Meiosis cannot proceed to pachytene stage in Mtl5 knockout mice. Furthermore, we showed that MTL5 can interact with LIN9, a member of the MuvB transcriptional regulation complex. The truncated MTL5 protein of Mtl5 mutant mice lacking the binding site for LIN9 is still expressed but cannot enter the nucleus in spermatocytes. Meiosis of the Mtl5 mutant mice can also not proceed to the pachytene stage. Based on these findings, we hypothesize that MTL5 may transcriptionally regulate the process during the transition of zygotene to pachytene stage through its nucleus entrance. To test this hypothesis, we will further clarify the exact phenotype when Mtl5 knockout, to study when and how it enters the nucleus, to find out the target genes that are regulated by MTL5 and play key roles in meiosis, and also to assess the mutations of MTL5 and its related genes in azoospermia patients. This study will reveal the molecular regulating mechanism of MTL5 during meiosis and may provide molecular targets for diagnosis and treatment of associated azoospermia.
减数分裂是配子发生中的关键环节,减数分裂异常会导致精子发生异常、男性不育。在精子发生减数分裂中,不能完全配对、联会的性染色体在粗线期会发生减数分裂性染色体失活(MSCI),形成性泡。我们发现睾丸特异高表达蛋白MTL5从小鼠出生后第 10天开始表达,随后表达量骤升;进一步研究发现Mtl5敲除鼠精子发生停滞于减数分裂粗线期,性泡处于不能完全凝集的状态且 MSCI失败。小鼠睾丸切片及精母细胞铺展免疫荧光染色结果显示成熟性泡的出现与MTL5细胞核定位密切相关,随后小鼠睾丸免疫共沉淀及质谱联用分析显示 MTL5可以和转录调控复合物MuvB 核心复合物中多个成员互作,并且由LIN9与MTL5 C末端的 33个氨基酸直接互作来介导 MTL5入核。与此一致的是,MTL5 C末端缺失的突变鼠中,突变的 MTL5不能定位到精母细胞核,且突变鼠精子发生呈现与 Mtl5敲除鼠一致的表型。进一步研究发现 Mtl5敲除鼠早粗线期性染色体区域去乙酰化蛋白 CHD4无法募集从而导致性染色体H3K9ac去乙酰化修饰不能完成。我们利用 MTL5抗体进行 ChIP-seq实验,结果显示 MTL5主要结合于启动子区域,并调控一些转录相关和异染色质表观修饰相关的基因。其中,Rbbp4和Mta1受 MTL5直接调控,且Mtl5敲除的早粗线期精母细胞中Rbbp4和 Mta1的 mRNA表达量降低,且RBBP4在早粗线期性染色体区域的定位在 Mtl5敲除鼠中消失。综上,我们发现并证明了 MTL5 通过入核来调控性泡成熟,MTL5可以与 MuvB核心复合物成员互作,并直接调控异染色质修饰相关基因的转录表达,这一发现为进一步理解减数分裂过程中关键转录调控因子的作用机理提供更多的帮助。在项目执行过程中,我们按期撰写年度进展报告,并整理相应研究进展以论文形式予以发表。在项目资助下发表SCI论文13篇,并通过项目实施让参与项目的人员得到了锻炼。
SIX6OS1纯合无义突变导致精母细胞同源染色体联会延伸失败
  • 批准号:
    31871514
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    江小华
  • 依托单位:
小鼠支持细胞Rac1基因缺失导致减数分裂异常的分子基础及机制
  • 批准号:
    31501199
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    江小华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金