摘要
微管是细胞骨架的重要组成成分，在细胞分裂、极性建立及形态维持等诸多生物过程中发挥着关键作用。精子的发生与微管骨架同样有着密不可分的联系。Manchette微管作为精子形态建成过程中的临时非中心体微管组织，其自身结构的稳定对于精子头尾的建立至关重要，其结构的紊乱常常导致精子畸形乃至雄性不育。尽管Manchette微管在半个多世纪之前就已经被发现，但目前对其在精子形态建成过程的动态调控机制还一无所知。 CAMSAPs是一类可以结合并稳定非中心体微管负端蛋白质，对细胞内微管网络的稳定、胞内运输以及细胞分裂等多种生物学进程发挥着重要调控作用。免疫荧光染色显示，CAMSAP1极性分布于Manchette微管朝向精细胞后方的一侧，提示Manchette微管为单一方向分布的极性微管网络，其靠近精细胞尾部的一侧是其负端，而核周环为其正端;进一步我们利用Camsap1基因敲除鼠对Manchette微管的形成进行了深入研究，我们发现:缺失CAMS AP1的精细胞Manchette微管在精细胞塑形的过程中异常伸长，并且伴随微管的乙酰化修饰增加;通过对小鼠睾丸及附睾组织进行组织学和超微结构观察发现，Camsap1的敲除导致精子整体塑形失败，产生头部形态不规则的畸形精子，并伴随有胞质残留;而其尾部则表现为粗短卷曲甚至缺失，精子尾部组分定位异常;CAMSAP1缺失小鼠精子严重畸形导致其无法使雌鼠受孕，进而引起不育。 我们通过分离Manchette微管对其组分进行了质谱分析。我们发现CEP170为其主要组成蛋白之一，其定位于Manchette微管负端，分布模式与前人在电镜下所观察到环形的”dense plaque”非常相似。CEP17 0与CAMSAP 1存在互作，二者在Manchette微管负端彼此相邻。CAMS AP1的缺失导致CEP170所形成的环更加聚拢。这也从侧面说明CAMS AP1参与调控精细胞Manchette微管负端的离散状态。 我们对CAMSAP1对Manchette微管负端的调控机制进行了深入研究，我们发现CAMSAP2同样分布于Manchette微管负端。体外微管动态性实验表明，在微管负端伸长之后，CAMSAP2的存在能够显著抑制负端的动态性而维持其原有长度;但是当CAMSAP1和CAMSAP2同时存在时，这种抑制作用被解除，微管负端解聚缩短或者聚合伸长，其动态性得以恢复。基于此我们提出一种可能的机制:由于CAMSAP1的缺失，CAMSAP2的存在导致Manchette微管负端的解聚受到抑制，从而使其异常伸长，进而引起精子形成过程中一系列失常表型。 综上所述，本研究系统研究了非中心体微管负端结合蛋白CAMSAP1在精细胞中的表达定位以及动态变化，揭示了非中心体的Manchette微管负端的动态对于精子发生和雄性育性的重要性。并提出CAMSAP1可能与CAMSAP2共同调控Manchette微管的结构和功能，从而影响精子形态建成。本研究加深人们对于畸形精子症发病机制的认识，为畸形精子症的临床研究和治疗手段的开发提供了依据。
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