长非编码RNA在男性不育中的作用及其机制

Spermatogenesis and spermiogenesis are continuous process and under delicate regulation. Abnormal spermatogenesis or maturation arrest is the mainly cause of severe male infertility. Spermatogenesis is controlled by transcriptional, post-transcriptional and epigenetic regulation. The long non-coding RNAs (lncRNAs) play important roles in epigenetics, cell cycle and differentiation by transcriptional and post-transcriptional regulation. LncRNAs are preferentially expressed in testes, and the lncRNAs in testis are more conserved than those in other tissues. We have reported that some lncRNAs and the interaction proteins play roles in spermatogenesis previously, but the function and mechanism of lncRNAs in spermatogenesis and male infertility are still unknown. Thus, this project will analyze the dynamic expression of lncRNAs and the binding proteins in spermatogenesis between the different pathologies of male infertility and cell types, identify the regulatory networks of lncRNAs-binding proteins, clarify the function and mechanism of lncRNAs in spermatogenesis and male infertility, so to provide new insights into the pathogenesis and mechanism of male infertility, and also provide new markers for the diagnosis and therapy of male infertility.

精子发生是一个连续的精细调控过程，精子发生障碍或成熟阻滞是严重男性不育症的主要病因。精子发生受转录水平、转录后水平及表观遗传的调控，而长非编码RNA（lncRNA）通过转录及转录后水平调控基因表达，参与表观遗传、细胞周期和细胞分化。睾丸组织是物种间高度保守lncRNA含量最为丰富的器官，lncRNA-蛋白质组成的二元调控网络在精子发生中发挥重要作用。本课题组前期工作显示某些 lncRNA及其相关蛋白参与调控精子发生，但其确切作用和机制尚未阐明。本项目将通过探讨不同睾丸病理及生殖细胞类型中lncRNA及其结合蛋白在精子发生中的动态变化，鉴定lncRNA-蛋白质在精子发生过程中的二元调控网络，在转录水平、转录后水平及表观遗传水平阐明lncRNA在精子发生和男性不育中的作用和机制，为男性不育的诊治提供新的靶点。

精子发生障碍或成熟异常是导致男性不育的主要原因，已有研究表明长非编码RNA（lncRNA）及相关蛋白的缺陷可导致雄性不育。本项目解析了不同病理类型的男性不育患者睾丸组织中差异的lncRNA及其作用的信号通路，为精子发生的调控提供了新机制，为男性不育的个性化诊疗提供依据和新的分子靶点。.首先，本项目收集病理特异性的男性不育患者睾丸组织，通过lncRNA测序，结合生物信息学分析手段，获得在非梗阻性无精症(NOA)和梗阻性无精症(OA)患者睾丸组织中差异表达的lncRNA，并着重研究了显著差异的lncRNA在男性不育中的作用机制。研究发现长非编码RNA-imsnc761主要定位于精原和精母细胞中，在非梗阻性无精子症患者的睾丸组织中表达水平降低，imsnc761相互作用的蛋白质是DDX6，imsnc761与DDX6的互作能通过p53通路抑制睾丸癌细胞的增殖，并促进其凋亡，也能抑制线粒体功能以及特异的基因转录和翻译。这些研究为男性不育的诊治提供了新的线索。.此外，我们也进行了一些其它相关研究，发现NOA的遗传异常率高于严重少精子症；发现外周致密纤维（ODF）可促进精子运动；发现PAIP1可通过与YBX2蛋白结合从而调控YBX2结合mRNAs的翻译活性；发现脂噬在雄性大鼠间质细胞有助于睾酮生成；发现确定病因的NOA，如隐睾症具有较高的精子回收率（SRR），而特发性NOA有最低的SRR，且冻融组和新鲜组Micro-TESE精子，具有相似的妊娠结局；发现亚甲基四氢叶酸还原酶C677T突变和升高的胱氨酸水平是少精子症发育的重要危险因素，叶酸补充可有效提高精子密度。这些研究为精子发生的调控提供了新的机制，也为男性不育的诊治提供了新的理论基础。