摘要
精子的形成可确保世代之间的遗传信息的传递，是一个高度协调的过程。哺乳动物雄性配子的发育主要包括两个阶段，一个是精子发生前阶段，从胚胎时期原始生殖细胞的特化到出生后形成精原干细胞;另一个是精子发生阶段，从精原干细胞开始，经过有丝分裂、减数分裂和特化最终形成精子。性原细胞作为精原干细胞的唯一前体细胞，在雄性生殖细胞发育中起着至关重要的作用，然而，其发育及调控机制尚不清楚。 本文主要探究RNA结合蛋白DDX5(DEAD-box helicase5)在小鼠性原细胞发育中的调控作用和内在机理。发现Ddx5在胚胎时期开始的雄性生殖细胞中高表达。利用Mvh-Cre转基因小鼠构建了生殖细胞特异性敲除Ddx5基因的小鼠，发现Ddx5的杂合子小鼠具有正常的生育能力和睾丸体积，而Ddx5纯合子敲除小鼠的睾丸体积则明显减小，且附睾中无精子。Ddx5敲除导致雄鼠的生殖细胞在出生后逐渐丢失、至第六天完全丧失，而睾丸中仅剩下支持细胞，这些雄鼠成年后出现无精子症和不育症。 通过单细胞RNA测序（Single-cell RNA sequencing，scRNA-seq），分析了出生后两天的野生型小鼠和Ddx5敲除小鼠的睾丸中所有细胞的转录组。结果表明与野生型小鼠相比，Ddx5敲除导致睾丸中性原细胞数量减少，并且性原细胞中与细胞周期以及胶质细胞源性神经营养因子(Glial cell line derived neurotrophic factor，GDNF)信号通路相关基因的表达水平显著下调。流式细胞术分选出生后两天的野生型小鼠和Ddx5敲除小鼠睾丸中的Oct4-GFP阳性性原细胞，再结合单细胞qRT-PCR验证了Ddx5敲除导致GDNF信号通路基因表达失调。免疫荧光实验也表明敲除Ddx5导致小鼠睾丸的性原细胞表面的GDNF受体蛋白GFRα1水平显著降低。而且，与野生型小鼠的性原细胞的高增殖水平相比，Ddx5敲除小鼠的性原细胞几乎不增殖。 综上所述，本研究揭示了RNA结合蛋白Ddx5在雄性育性中的重要作用，突出了Ddx5对于调控性原细胞的存活和细胞命运决定的重要性，为男性不育的潜在发病机理研究提供了新的思路。这项工作不仅揭示了RNA结合蛋白与生殖发育的密切关系，而且还进一步增加了对生殖细胞命运决定的理解。
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