Bcl-2-like和Bax-like蛋白在白蚁生殖蚁和工蚁精子发生过程中的表达比较分析

为探讨凋亡调节因子Bcl-2和Bax蛋白对白蚁生殖蚁和工蚁性腺发育的影响, 揭示白蚁生殖品级与非生殖品级性腺发育的调节机理, 以尖唇散白蚁Reticulitermes aculabialis为研究对象, 运用免疫细胞化学定位方法对生殖蚁和工蚁精子发生过程中的Bcl-2和Bax蛋白表达进行了研究。结果显示： 生殖蚁和工蚁精子发生过程中从精原细胞至精子时期均有Bcl-2-like和Bax-like的阳性表达。生殖蚁的次级精母细胞、 精子细胞和精子中Bcl-2-like阳性表达率较高, 而在精原细胞和初级精母细胞中阳性率较低; 工蚁在次级精母细胞中最高, 在精原细胞和初级精母细胞中较低。除初级精母细胞期外, 工蚁生殖细胞其他发育阶段Bax-like阳性表达率均显著高于生殖蚁同一阶段生殖细胞。生殖蚁的生殖细胞在精原细胞、 初级精母细胞和次级精母细胞时期Bax-like阳性表达率较高, 发育至精子时期阳性率最低; 工蚁在次级精母细胞、 精子细胞和精子时期Bax-like表达率较高, 在初级精母细胞中表达率最低。在精子发生过程中, 生殖蚁生殖细胞Bax/Bcl表达量比值逐步下降; 而工蚁生殖细胞发育过程中Bax/Bcl表达量比值仅在次级精母细胞期下降, 其他发育时期均升高; 根据Bax/Bcl判断, 精原细胞和初级精母细胞是生殖蚁精子发生过程中主要的凋亡点, 而工蚁除了精原细胞和初级精母细胞外, 精子细胞和精子也是主要的凋亡目标。研究结果表明, 白蚁生殖细胞凋亡与其他动物一样受Bcl-2家族的调节, 在精子发生过程中Bcl-2-like和Bax-like表达具有动态变化规律, 正是这种变化调控生殖细胞在不同发育阶段的生或死; Bcl-2-like和Bax-like对生殖细胞凋亡调节不仅在精子发生中有非常重要的作用, 而且可能与工蚁品级的形成有关。     

睾丸生殖细胞的凋亡及其调控

睾丸生殖细胞在分化过程中存在自发性和诱发性凋亡,这是清除过量或异常生殖细胞的一种重要途径。生殖细胞的凋亡涉及内分泌、细胞社会组成和基因等多因素的调控。深入了解生殖细胞凋亡的调控机制,明确决定睾丸生殖细胞（Ｇｅｒｍ ｃｅｌｌｓ,Ｇｃ）凋亡机制的分子组成,将为治疗男性不育和开发男性避孕药物奠定理论基础。     

长链非编码RNA在哺乳动物精子发生中的功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)一般是指大于200 nt的RNA,位于细胞核内或胞浆中,不参与蛋白质编码,以RNA形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面上调控基因的表达水平。哺乳动物精子发生是一个精细调控的过程,通过雄性生殖细胞分裂和分化形成成熟精子,且精子发生受到不同阶段特异性基因表达的严格调控,而特异性基因表达又受到大量lncRNAs的调控。虽然lncRNA作为一类重要的基因表达调控因子广泛参与各类生物个体发育进程和疾病的发生,但是精子发生相关lncRNAs的报道并不多,且其生物学功能的研究有待进一步深入。因此,本文对lncRNA的起源、作用机制和在精子发生过程中调控作用的研究进展进行了总结分析。     

内质网应激与哺乳动物雄性生殖

内质网应激 (endoplasmic reticulum stress,ERS) 激活未折叠蛋白反应,维持哺乳动物细胞的胞内稳态,过度持续的ERS导致细胞凋亡。最新研究表明,ERS对哺乳动物雄性生殖有重要的调节作用,包括对精母细胞、睾丸结构及精子发生的影响。ERS是研究生殖细胞生存和凋亡的新通路。雄性不育可能是由过度ERS引起的。本文通过简述ERS的最新研究进展,分析雄性生殖与ERS的关系,并从ERS调控雄性生殖角度提出新的理解和展望。     

小非编码RNA在精子发生及男性不育中的功能机制

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA, miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及相关调控通路基因突变与男性不育密切相关.本文总结近期关于小非编码RNA与精子发生相关的研究进展,将主要概述小非编码RNA在哺乳动物精子发生中的生物学功能和作用机制相关最新研究进展,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.     

哺乳动物精子发生中减数分裂的起始

生殖细胞的发生、增殖和分化是生命科学领域研究的重要课题之一. 生殖是所有动物赖以生存的基础,精子发生是完成繁殖所必须经历的过程,其最终目的是源源不断地产生单倍体精子.精子发生过程本身是一个复杂特殊的细胞增殖与分化过程,其中减数分裂是精子发生最重要的步骤,但关于减数分裂如何精确起始的分子机制仍知之甚少.已有报道发现,维甲酸（RA）调控Stra8可能是哺乳动物减数分裂起始的机制之一,Nanos2、Boule对RA-Stra8通路具有重要的调控作用. 本文对哺乳动物精子发生中减数分裂起始的相关研究进展进行综述.     

哺乳动物精子体外发生

精子的发生是一个高度复杂而有序的过程 ,涉及到细胞的增殖和分化。体外培养生精细胞在近年来取得了较大进展 ,建立了睾丸组织培养、曲精细管小段培养、支持细胞 生精细胞共培养及藻酸钙胶囊包裹培养等方法。建立生精细胞体外培养模型有助于 :(1)研究精子发生的调控机制 ;(2 )直接对雄性生殖细胞进行遗传修饰 ;(3)用于辅助生育技术 ,治疗精子发生阻滞的患者。如何改善培养条件 ,进一步提高生殖细胞的存活、分化、增殖效率 ,是使哺乳动物体外精子发生发展成为一项适用性较强的技术所必须解决的问题。     

FasL在睾丸细胞的定位

FasL/Fas系统介导的胞外信号凋亡途径是哺乳动物睾丸生殖细胞凋亡的一条主要途径,然而,关于FasL在睾丸细胞中的定位却存在争议。本文对近年来国内外关于FasL在睾丸中的细胞定位研究进行了综述,为阐明FasL/Fas系统介导生殖细胞凋亡的机制提供资料,对深入理解睾丸中Sertoli细胞和生殖细胞间的调控关系及临床实践具有一定的指导作用。     

Piwi/piRNA调控异常与男性不育症

男性不育是一个全球性的人口与健康问题,主要病因是少弱畸形精子症或不明原因。最近的生殖生物学和临床医学研究发现了一系列与男性不育相关的基因突变和调控通路,促进了对男性不育致病原因及机理的认识。piRNA(piwi-interacting RNA)是2006年发现的一类动物生殖细胞特异性小分子非编码RNA,通过与Piwi家族蛋白结合形成Piwi/piRNA复合物,在沉默转座子、维持生殖细胞基因组稳定性和完整性、调控生殖细胞发育分化和配子形成等过程中发挥不可或缺的重要生物学功能。近期的研究提示,Piwi/piRNA调控通路异常与男性不育相关。现简要总结和概述了近期关于Piwi/piRNA调控通路在精子发生和男性不育中的生物学功能和机制方面的研究进展。     

生精细胞凋亡相关基因

细胞凋亡(apoptosis)是一种基因控制的细胞生理性自杀行为,用以维持细胞数量的相对恒定,可由某种刺激或抑制剂的移除而激活。在哺乳动物精子发生过程中,各级生精细胞都会发生相应的凋亡,通过严格调控以确保成熟精子生成的数量和质量。生精细胞的凋亡是一个许多基因参与的复杂的不可逆过程,其中Bcl-2/Bax基因族、p53基因、Fas-Fasl基因、C-myc基因、CREM基因、HSP基因族、c-Kit/SCF基因、Insl3基因、iNOS基因、BMP8B基因、TR基因和存活蛋白(survivin)基因等发挥了重要作用。研究哺乳动物睾丸生精细胞凋亡相关基因,有利于了解生精细胞凋亡机制,为进一步阐明精子发生的调控机制,预防和治疗精子发生相关疾病提供重要的理论依据。     

SRG4在出生后小鼠睾丸及隐睾中的表达特性

研究小鼠生精新基因SRG4在出生后小鼠睾丸及手术隐睾中的表达特性, 为了解SRG4在精子发生中的作用奠定基础。取出生后1, 3, 12 w小鼠睾丸进行免疫组化检测, 观察SRG4蛋白在出生后小鼠不同发育阶段睾丸中的表达; 制备单侧手术隐睾模型, 取术后0~18 d 的隐睾组织进行半定量RT-PCR检测, 观察SRG4 mRNA在隐睾病变过程中的表达变化, 并对隐睾术后18 d 睾丸进行组织原位杂交分析。免疫组化分析结果表明, SRG4蛋白在出生1 w的小鼠睾丸中几乎检测不到, 在出生3 w的小鼠睾丸中有明显表达, 在出生12 w的小鼠中大量表达, 主要分布在精母细胞和圆形精子细胞胞浆及胞膜, 呈不均匀分布。半定量RT-PCR结果发现, SRG4 mRNA在小鼠隐睾术后0~6 d表达没有明显下调, 9 d 开始表达下调, 第18 d表达最低。组织原位杂交结果表明, 术后18 d隐睾睾丸生殖细胞大量凋亡, 精曲小管中仅见到个别的SRG4阳性信号, 而对照则不受影响。上述结果说明, SRG4蛋白表达受小鼠生长发育调控; 隐睾模型中, 随着生殖细胞的大量凋亡, SRG4基因表达下调, 提示SRG4基因可作为一个精子发生特定阶段的分子标记用以研究精子发生过程。     

精子发生过程中相关酶及蛋白因子的功能

精子发生经历了复杂的细胞分化过程,该过程受许多因素的调控,诸多因素中,生精细胞内一些酶和蛋白因子与精子发生密切相关.近年来随着蛋白离子交换柱层析、免疫印迹、免疫定位荧光和双相凝胶电泳等蛋白鉴定技术方法的发展和应用,发现了许多与精子发生相关的酶与蛋白因子.这些酶与蛋白因子,有些是在精子发生的多个阶段有不同程度的表达,有些呈现严格的阶段性特异表达,在精子发生过程中都发挥了重要作用.对这些酶和蛋白因子在精子发生过程中的功能作用进行综述.有助于进一步了解精子发生过程的调控机制.     

精子发生过程中翻译后修饰的蛋白质组学研究进展

精子发生由一系列多阶段、复杂的生物学事件所组成,受到多因素的调控。精子发生过程存在翻译延迟的现象,因此转录和蛋白表达水平变化不完全一致。蛋白质的翻译后修饰作为蛋白质功能的重要调控方式,在精子发生过程中起着重要调控作用。近年来,蛋白质组学(proteomics)的发展促进了蛋白质翻译后修饰的解析和功能研究。本文综述了精子发生过程中多种翻译后修饰的蛋白质组学研究进展,并讨论了它们在精子发生、精子功能和男性生育能力中的作用以及它们在未来临床诊疗中的价值。     

光周期—褪黑素信号调控高原鼠兔精原细胞分化和季节性精子发生

高原鼠兔是青藏高原特有的小型哺乳动物,其繁殖活动呈现明显的季节性。成年雄性高原鼠兔在繁殖期睾丸重量显著增加,精子发生正常进行,而在非繁殖期睾丸退化,精子发生阻断在未分化精原细胞阶段。光周期控制实验显示,长光照（16h∶8h）诱导非繁殖期高原鼠兔重新启动精原细胞分化和精子发生;而短光照（8h∶16h）显著抑制繁殖期高原鼠兔精子发生。酶联免疫分析发现,褪黑素分泌水平在长日照条件下降低而在短日照条件下升高。非繁殖期高原鼠兔连续注射褪黑素拮抗剂能诱导生殖细胞发育和精子发生恢复。促性腺激素释放激素(GnRH)与黄体生成素(LH)在繁殖期鼠兔下丘脑垂体显著升高,促卵泡素（FSH）水平无显著差异。注射GnRH可以促进非繁殖期高原鼠兔精原细胞分化和精子发生,而褪黑素注射后抑制GnRH的分泌进而负调控性腺轴。综上,高原鼠兔季节性精子发生受光周期-褪黑素信号控制,后者主要通过控制GnRH、LH水平影响精原细胞分化。本研究对理解季节性动物精子发生的调控机制有重要借鉴意义。     

大鼠睾丸生精小管上皮精子发生周期的PAS法判定

精子发生是一个包含生殖细胞成熟分裂的连续、复杂的动态过程,不同的生精小管,或同一生精小管不同区段的生精细胞的组合、分布均不相同。本文应用PAS染色法观察了大鼠睾丸生精小管上皮中各级生精细胞在精子发生过程的形态学变化特点。参照Clermont及Russell等制定的生精上皮时相的判定标准,根据生精上皮在精子发生过程中的各级生精细胞组合分布特点,把生精上皮分为ⅩⅣ个期。通过观察精子发生过程中生精上皮细胞组合的周期性形态变化特点,对精子发生过程进行精确划分,把精子发生这一连续、复杂的动态过程静止化,具体化,可以更加准确地描述和比较不同影响因素对生精小管上皮中各级生精细胞的组织学、病理学、毒理学变化。     

精子发生过程中的相关基因

在哺乳动物精子发生过程中, 原生殖细胞发育成为精原细胞, 再发育为精母细胞, 精母细胞经过两次减数分裂成为圆形精细胞, 这些圆形精细胞经过细胞变态形成精子。精子发生过程经历了复杂的细胞分化阶段, 这一阶段受许多因素的调控作用, 其中生精细胞内的基因调节起着决定作用。精子发生中的重要基因与一系列精子发生过程中阶段性的细胞事件密切相关, 例如减数分裂重组、联会丝复合物的形成、姊妹染色体的结合、减数分裂后精子的变态以及减数分裂周期中的关键点和必需因子等。生精细胞许多特异基因的阶段特异性表达, 参与了精子发生这一特殊的细胞分化过程。近年来随着基因克隆、表达和功能研究技术的发展和应用, 发现了许多与精子发生相关的基因, 而且有的被证明在精子发生过程中具有重要作用。文章较全面综述了这一研究领域的一些进展, 着重讨论了与精子发生相关的周期蛋白基因、原癌基因、无精子因子基因、细胞骨架基因、热休克基因、核蛋白转型基因、中心体蛋白基因和细胞凋亡相关基因等。     

精子发生相关基因的研究进展

哺乳类动物的精子发生历经有丝分裂、减数分裂和精子形成三个阶段,这一特殊的细胞分化过程受多种因素的调控,而生精细胞内基因水平的调节,在精子发生过程中起着决定性的作用.许多生精细胞特异性的基因或转录具有发育阶段特异性表达特征,参与精子发生过程中特异的细胞分化活动,如减数分裂、遗传物质重组、染色质的浓缩和发育后期的一系列形态变化.近年来随着基因克隆、表达及功能研究技术的发展与应用,发现了许多精子发生的相关基因,有的已被证明在精子发生中起重要作用.然而对这一过程中许多现象的关键基因还所知甚少,需要进行更加广泛深入的研究.本文旨在较全面地综述这一领域研究的最新进展,着重讨论了与精子发生有关的转录因子基因、细胞周期相关基因、原癌基因、细胞凋亡相关基因、核蛋白转型相关基因方面的研究,为从事该领域研究的工作者提供参考信息.     

哺乳动物睾丸细胞间连接的动态调控

精子的发生过程是一个受多种因素(包括由细胞间连接的动态变化所形成的微环境等)精确调控的过程。细胞因子及睾酮以自分泌、旁分泌的形式对该微环境中的细胞连接水平如:生殖细胞穿越血睾屏障(the blood-testis barrier,BTB)的开闭机制等进行调控,从而对精子的发生起到重要调节作用。本文讨论了各种因素对细胞间连接的自分泌、旁分泌调控方式的影响,并简要介绍了近腔细胞外质特化(apical ectoplasmic specialization,近腔ES)-BTB-半桥粒/基底膜功能调控轴模型在生精细胞穿越BTB及精子释放等生精过程中的作用,为人们进一步认识精子发生过程中细胞间联系的功能及其调控提供了新的视角。     

高原鼢鼠精子发生的形态学特征和关键调控因子探究

季节性繁殖是动物在长期进化中为适应环境变化而形成的生活史特征,受光周期和下丘脑-垂体-性腺轴的严密调控。高原鼢鼠（Eospalax baileyi）是青藏高原特有的地下啮齿类动物,其繁殖活动表现出明显的季节性。然而,地下啮齿类动物精子发生的形态特征和关键调控因子尚不明确。本研究以成年高原鼢鼠为研究对象,发现繁殖期成年雄性睾丸曲精小管内有各级生殖细胞,附睾内有长形精子,生精上皮可分为10个期;而非繁殖期睾丸重量显著下降,曲精小管内仅见精原细胞和支持细胞。激素水平检测结果显示,与非繁殖期相比,繁殖期褪黑素水平显著降低（P < 0.05）,促性腺激素释放激素、促黄体生成素和睾酮水平显著升高（P < 0.05）,而卵泡刺激素水平无显著差异。进一步研究发现,精原细胞分化的关键诱导因子维甲酸水平和其调控基因表达均呈季节性变化,且外源维甲酸注射能够诱导非繁殖期高原鼢鼠重启精子发生。综上,高原鼢鼠虽为地下动物,但其精子发生与下丘脑-垂体-性腺轴激素水平明显相关,且受睾酮和维甲酸信号的调控。本研究首次揭示了高原鼢鼠精子发生的形态学特征和关键调控因子,为理解季节性繁殖动物尤其是地下啮齿类动物生殖生理的调控机制提供了重要参考。     

胚胎及生后不同发育时期大鼠睾丸生殖细胞的凋亡

目的 探索雄性生殖细胞在发育过程中凋亡的特征和规律。方法 利用改进的石蜡切片原位末端标记法（TUNEL法）观察SD大鼠睾丸生殖细胞,对胚胎及生后不同阶段生殖细胞凋亡进行研究。结果 胚胎第13.5天原始生殖细胞即有较高的凋亡率,胚胎第19.5天到出生后第1天,未检测到凋亡生殖细胞,出生后第7天精原细胞分裂增生,伴有较高的凋亡率,与其他各年龄组有显著性差异。出生后第14天精母细胞凋亡率最高,与其他日龄组有显著性差异。结论 SD大鼠雄性生殖细胞发生,发育,成熟过程中都存在凋亡,主要发生在处于细胞增殖过程中的原始生殖细胞,精原细胞和初级精母细胞。