基因Cdca2敲除對(duì)小鼠精子發(fā)生和生育力無(wú)明顯影響

柳 俊，鄒定峰，繆時(shí)英，宋 偉，李 凱

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院 生物化學(xué)與分子生物學(xué)系醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100005

不孕不育癥是一個(gè)全球性醫(yī)學(xué)問(wèn)題。研究報(bào)告表明40%～50%的不孕不育癥的病例是由男性因素導(dǎo)致的,主要表現(xiàn)為精子發(fā)生障礙和系統(tǒng)性疾病[1]。精子發(fā)生是發(fā)生在動(dòng)物睪丸及附睪內(nèi)的高度復(fù)雜、協(xié)調(diào)、有序的動(dòng)態(tài)過(guò)程,涉及復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。

研究表明部分RNA結(jié)合蛋白(RNA binding protein, RBP)在轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)的調(diào)節(jié)中起重要作用,進(jìn)而影響精子發(fā)生過(guò)程。如Nanos2編碼一種鋅指RNA結(jié)合蛋白,缺失將導(dǎo)致精原干細(xì)胞(spermatogonial stem cell, SSC)缺失,過(guò)表達(dá)則會(huì)導(dǎo)致精原干細(xì)胞堆積[2-3]。Lin28A作為精原干細(xì)胞的標(biāo)志物之一,也是一種RNA結(jié)合蛋白,其具有促進(jìn)精原干細(xì)胞增殖的功能[4-5]。

細(xì)胞分裂周期相關(guān)蛋白2(cell devision cycle associated 2,CDCA2) 是一種與細(xì)胞周期相關(guān)的RNA結(jié)合蛋白[6]。有研究表明在細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程中,CDCA2 可與蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1,PP1) 結(jié)合,確保核膜重組過(guò)程順利進(jìn)行[7]。此外,CDCA2 還可參與染色質(zhì)重塑和DNA損傷修復(fù)等過(guò)程[8-9]。本研究利用 CRISPR/Cas9技術(shù)結(jié)合Cre-loxP介導(dǎo)的重組系統(tǒng)對(duì)睪丸高表達(dá)的基因Cdca2進(jìn)行敲除并獲得了純合的生殖細(xì)胞特異性敲除小鼠品系。通過(guò)對(duì)Cdca2組織特異性敲除小鼠進(jìn)行雄性生殖功能的表型分析,為研究該編碼基因的功能提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動(dòng)物: SPF 級(jí) C57BL/6J 雄鼠 12只,雌鼠12只,體質(zhì)量20～25 g(斯貝福生物技術(shù)有限公司); SPF 級(jí)成年Cdca2floxed雜合子雄鼠3只,雌鼠3只(委托北京百奧賽圖基因生物技術(shù)有限公司構(gòu)建);Cdca2生殖細(xì)胞特異性敲除雄鼠12只(本實(shí)驗(yàn)所構(gòu)建);上述動(dòng)物均在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所動(dòng)物中心飼養(yǎng)。……