Hsp90与共伴侣Cdc37通过Erk1/2及p38信号通路调控人精子获能的分子机制研究
结题报告
批准号:
81771647
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
倪崖
依托单位:
学科分类:
H0405.精子发生异常与男性不育
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖骧、梁菲、陈爱君、孙培蓓、于建民、曾杰、李瑞、杨岳
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中文摘要
获能是正常生理条件下精子顶体反应及受精的必要前提,蛋白磷酸化水平是评价精子获能的重要指标。分子伴侣Hsp90有维持细胞功能、调节信号通路等重要功能。我们前期研究发现,Hsp90影响人精子酪氨酸磷酸化,参与调控精子获能;Hsp90与共伴侣Cdc37在人精子尾部表达,两者有相互作用,与人精子尾部的Erk1/2和p38蛋白定位十分一致,且该蛋白苏/酪氨酸磷酸化与获能密切相关,提示Hsp90和Cdc37参与调控精子Erk1/2及p38信号通路影响获能,但目前其分子机制不清楚。本项目拟围绕Hsp90与Cdc37开展四个层面研究:确定Hsp90与Cdc37是否通过调节Src影响上述信号通路?阐明其如何调节Erk1/2通路影响获能?明确它们怎样调控p38通路?是否存在p38自磷酸化途径?旨在揭示Hsp90与Cdc37参与调控精子获能进而影响受精的新机制,为填补精子网络调控理论及诊治男性不育提供科学依据。
英文摘要
Sperm capacitation is a prerequisite for acrosome reaction, sperm-egg fusion and fertilization under normal physiological conditions. Protein phosphorylation is an important signature for sperm capacitation. As a highly conserved molecular chaperone, heat shock protein 90 (Hsp90) plays important roles in maintenance of cell functions and regulation of signaling pathways. In the previous studies, we found that human sperm Hsp90 affects protein tyrosine phosphorylation and participates in progesterone-stimulated sperm capacitation. Further studies indicate that Hsp90 and its co-chaperone Cdc37 are expressed in the tail of human sperm. They can interact with each other and form protein complex. As Erk1/2 and p38 are also co-located in the tail of human sperm, and their Thr/Tyr phosphorylation are correlated with sperm capacitation. These results suggesting that the regulation of Hsp90 and Cdc37 in human sperm capacitation is associated with Erk1/2 and p38 signaling pathways. However the molecular mechanism is still unknown. Therefore, this study will focus on Hsp90 and Cdc37 to detect whether they can regulate Erk1/2 and p38 signaling pathways through Src; whether Hsp90 and Cdc37 can recruit protein kinases in Erk1/2 pathway and influence their phosphorylation level; as well as how Hsp90 and Cdc37 regulate sperm p38 pathway, through canonical p38 pathway or noncanonical p38 autophosphorylation pathway. The results of the study will reveal the mechanism of Hsp90 and Cdc37 in regulating human sperm capacitation. This will improve the regulation network of sperm capacitation and provide new theory for diagnosis and treatment of unexplained male infertility.
热休克蛋白90(Heat shock protein 90, Hsp90)是一种高度保守的分子伴侣,具有维持细胞功能、调控细胞信号等重要的生物学功能。细胞分裂周期蛋白37(Cell division cycle protein 37, Cdc37)是Hsp90激酶特异性共伴侣。前期研究发现Hsp90和Cdc37均在人精子中表达,二者均定位于人精子头部和尾部区域,存在相互作用。Cdc37极有可能招募各种激酶,结合到分子伴侣Hsp90上,调控激酶稳定性及活性,进而调控人精子获能。在国家自然科学基金的资助下,我们在本项目中围绕Hsp90和Cdc37在人精子获能过程中调控MAPK信号通路开展研究。我们按照项目计划书设计的研究内容和技术路线,取得了以下一些新的重要研究结果:(1)发现Hsp90参与调控人精子获能后的超激活运动和顶体反应,影响获能及受精过程。(2)抑制Hsp90,可影响人精子中Hsp90-Cdc37复合物水平,进而影响Cdc37招募激酶到分子伴侣Hsp90上。(3)抑制Hsp90,影响Hsp90与Erk1/2的相互作用。Erk1/2从复合物中解离下来,随之降解,酶活性下降。(4)抑制Hsp90,影响Hsp90与p38的相互作用,p38从复合物中解离下来,发生磷酸化激活。Erk1/2磷酸化促进人精子超激活运动和顶体反应,而p38磷酸化抑制人精子运动,因此Hsp90通过维持Erk1/2磷酸化、抑制p38磷酸化而帮助人精子获能。这些研究结果为Hsp90和Cdc37在人精子获能过程中的作用机制提供新的见解,为深入揭示人类受精机制提供科学依据,为诊治不明原因性男性不育提供新的思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Protein kinases regulate hyperactivated motility of human sperm.
蛋白激酶调节人类精子的过度活跃运动。
DOI:10.1097/cm9.0000000000001551
发表时间:2021-10-20
期刊:Chinese medical journal
影响因子:6.1
作者:Wang YY;Sun PB;Li K;Gao T;Zheng DW;Wu FP;Liu AJ;Ni Y
通讯作者:Ni Y
Hsp90 interacts with Cdc37, is phosphorylated by PKA/PKC, and regulates Src phosphorylation in human sperm capacitation
Hsp90 与 Cdc37 相互作用,被 PKA/PKC 磷酸化,并调节人类精子获能过程中的 Src 磷酸化
DOI:10.1111/andr.12862
发表时间:2020-07-30
期刊:ANDROLOGY
影响因子:4.5
作者:Li, Kun;Sun, Peibei;Ni, Ya
通讯作者:Ni, Ya
Hsp90 modulates human sperm capacitation via the Erk1/2 and p38 MAPK signaling pathways.
Hsp90 通过 Erk1/2 和 p38 MAPK 信号通路调节人类精子获能。
DOI:10.1186/s12958-021-00723-2
发表时间:2021-03-04
期刊:Reproductive biology and endocrinology : RB&E
影响因子:--
作者:Sun P;Wang Y;Gao T;Li K;Zheng D;Liu A;Ni Y
通讯作者:Ni Y
The Seminiferous Epithelial Cycle of Spermatogenesis: Role of Non-receptor Tyrosine Kinases.
精子发生的生精上皮周期:非受体酪氨酸激酶的作用。
DOI:10.1007/978-3-030-77779-1_1
发表时间:2021
期刊:Advances in Experimental Medicine and Biology
影响因子:--
作者:Xiao Xiang;Zheng Dongwang;Liang Fei;Ying Shibo;Sun Peibei;Yu Jianmin;Ni Ya
通讯作者:Ni Ya
Novel distance-progesterone-combined selection approach improves human sperm quality.
新颖的距离-黄体酮组合选择方法可提高人类精子质量
DOI:10.1186/s12967-018-1575-7
发表时间:2018-07-20
期刊:Journal of translational medicine
影响因子:7.4
作者:Li K;Li R;Ni Y;Sun P;Liu Y;Zhang D;Huang H
通讯作者:Huang H
Hsp90与共伴侣Cdc37调控人精子获能过程中酪氨酸蛋白激酶家族成员Src活性的分子机制研究
  • 批准号:
    81571426
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    倪崖
  • 依托单位:
热休克蛋白90与人精子功能的相关性及其分子机制研究
  • 批准号:
    81170554
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    倪崖
  • 依托单位:
人及豚鼠精子顶体反应过程中磷脂酶A2亚型(PLA2s)及其信号转导通路的研究
  • 批准号:
    30670788
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    倪崖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金