论文部分内容阅读
精子发生(spermatogenesis)是一个复杂而又高度有序的生物学过程,其由有丝分裂(mitosis),减数分裂(meiosis)和精子变形(spermiogenesis)三个部分组成。精原细胞通过有丝分裂完成自我更新和增殖,其中,一部分精原细胞分化进入减数分裂产生初级、次级精母细胞以及单倍体的圆形精子细胞,进而圆形精子细胞经历一系列复杂的形态变化过程,最终形成成熟的精子。在精子发生的完整过程中,精子的变形过程是最为独特的,它包括了顶体形成、尾部形成,核浓缩和延伸以及胞质残余体的丢失。其中,顶体是在精子变形过程中由运输小泡通过一系列的转运,融合而形成的独特的膜结构。目前研究发现:Hrb、Gopc、Gba2、Pick1、Zpbp1和Spaca1等基因与顶体形成密切相关。 在前期研究中,本实验室通过对基因表达谱芯片数据库(Gene Expression Omnibus)进行分析,筛选出一系列可能在精子发生过程中有重要功能的睾丸特异性基因。根据相关参考文献及初步实验结果,我们拟选定 Fam170b(Family with sequence similarity170,member B)基因进行了深入的探讨。通过反转录PCR、实时荧光定量PCR及蛋白质免疫印迹技术,我们发现Fam170b基因在小鼠和人中均呈睾丸特异性表达,并伴随明显年龄依赖性,成年时表达量达到最高。通过免疫组化及免疫荧光技术发现FAM170B特异性定位于成熟精子顶体部位并与顶体形成一致。上述结果提示,FAM170B是一种新的顶体蛋白,可能在顶体反应过程中起重要作用。 进一步通过体外受精及顶体反应试验,我们发现抗FAM170B抗体可显著抑制小鼠的受精率及顶体反应。上述结果证实,FAM170B在顶体反应过程中具有重要作用。蛋白结构分析显示:小鼠FAM170B蛋白序列中存在一个卷曲螺旋结构域(coiled-coil domain),由28(285-312)个氨基酸组成;一个ZnF C2H2结构域,由22(202-223)个氨基酸组成;以及两个氨基酸富集区域,分别是丝氨酸富集区(serine-rich region,71-96)和谷氨酰胺富集区(glutamine-rich region,277-376)。研究发现顶体形成相关蛋白GOPC与PICK1均含有Coiled-coil结构域,结合相关生物信息学分析我们猜测FAM170B可能与GOPC及PICK1存在相互作用。最后通过免疫荧光共定位及蛋白免疫印迹(Co-IP)试验,我们发现FAM170B与GOPC存在相互作用,但与PICK1不存在相互作用。上述结果提示,FAM170B可能通过与GOPC相互作用共同参与顶体的形成过程。 综上所述,Fam170b属于睾丸特异性基因,它是一种新的顶体蛋白,在顶体反应过程中起重要作用,其可能通过与GOPC相互作用共同参与顶体的形成过程。