支持细胞Rictor/mTORC2信号通路调节精子发生及其机制研究

Sertoli cells play vital roles in the formation of blood-testis barrier (BTB), spermatogenesis and sperm maturation. To date, the mechanisms involved in the regulation of sertoli cell function and spermatogenesis are unclear. Mammalian target of rapamycin complex 2 (mTORC2)plays key roles in cell survival and cytoskeleton, however, the roles and mechanisms of sertoli cell mTORC2 in the regulation of the formation of BTB and spermatogenesis are unknown. Previousy, we generated mice with sertoli cell-sepecific deletion of rictor,a key component of mTORC2, and found that the mice demonstrated azoospermatism. In this study, by using the mice with sertoli cell-specific deletion of rictor, in combination with the cadmium chloride-induced BTB injury mice model, we aim to investigate the roles of mTORC2 in cell differentiation and polarity of sertoli cell, BTB, testicular development, spermatogenesis and sperm maturation, and to elucidate the mechanisms of mTORC2 in regulating BTB and spermatogenesis, providing new knowledge for the regulation of spermatogenesis and experimental support and potential target for the prevention and treatment of diseases caused by spermatogenesis defect.

睾丸支持细胞对于血睾屏障形成、精子发生与成熟至关重要。目前，调节支持细胞功能与精子发生的信号机制未完全阐明。雷帕霉素靶蛋白复合物2(mTORC2)在细胞存活和细胞骨架调节中起关键作用，但支持细胞mTORC2在血睾屏障形成和精子发生中的作用及其调节机制不清楚。我们在前期工作中构建了支持细胞特异敲除rictor(mTORC2特异组分)的小鼠，而且发现这种小鼠出现了无精症。本课题拟以支持细胞rictor敲除的小鼠和细胞为模型，结合血睾屏障损伤的动物模型，从分子、细胞与整体水平研究mTORC2在支持细胞分化和极性形成、血睾屏障形成、睾丸发育和精子发生与成熟中的作用，并探讨mTORC2通过微丝体系调控血睾屏障形成和精子发生的分子机制，为精子发生的调控机制提供新内容，为精子发生障碍相关疾病的防治提供实验依据和潜在靶点。

睾丸支持细胞是唯一与生精细胞直接接触的体细胞，对于血睾屏障形成、睾丸发育和精子发生至关重要。但调节支持细胞骨架组装、血睾屏障形成和精子发生的信号机制尚不明了。有研究提示雷帕霉素机制性靶蛋白(mTOR)在精子发生中起关键作用，但mTOR信号通路在支持细胞骨架组装、血睾屏障形成和精子发生中的作用及其调节机制不清楚。为此，我们构建了支持细胞特异敲除Rictor(mTORC2特异组分)的小鼠。发现Rictor能以mTORC2依赖和非依赖的方式调节睾丸支持细胞的骨架组装，调控支持细胞的极性进而影响精子发生。支持细胞缺失Rictor会导致骨架紊乱，极性消失，生殖细胞大量凋亡，精子发生阻滞，最终导致小鼠出现无精症。同时发现mTORC1与精原干细胞的分化关联紧密，精原干细胞分化旺盛时，mTORC1活性增强，精原干细胞分化减弱时，mTORC1活性下降。我也构建了精原干细胞特异性敲除Tsc1（mTORC1过度活化）的小鼠。mTORC1持续活化会导致精原干细胞分化加速，消耗过快而提前耗竭，同时减数分裂阻滞，精子生成减少，小鼠出现少精症，生殖能力显著下降。本课题从分子、细胞与整体水平上探讨了mTOR在支持细胞骨架组装、血睾屏障形成、睾丸发育和精子发生中的作用和分子机制，为精子发生的调控机制提供了新内容，为精子发生障碍相关疾病的防治提供了实验依据和理论支持。