纖毛軸動力蛋白Dnaic2基因的克隆與功能研究.pdf

1、生殖發(fā)育是一個極其復(fù)雜的過程,任何影響這一過程的因素都可能導(dǎo)致不孕不育,因此了解生殖發(fā)育的具體機(jī)制以及在這些機(jī)制中起作用的基因的功能是人們迫切需要解決的問題。為此,我們采用DDRT-PCR的方法分析了5日齡及10日齡小鼠卵巢中各基因的表達(dá)差異,篩選出其中一差異表達(dá)片段,通過5'-RACE以及3'-RACE擴(kuò)增得到該基因的開放閱讀框序列,測序結(jié)果表明該基因小鼠纖毛軸動力蛋白中間鏈2(Dnaic2),為人原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙綜合癥(PCD)的

2、候選基因之一的人DNAI2基因的同源基因。Dnaic2基因含有一個長1872bp的開放閱讀框,可編碼一個長623aa、大小約70KDa的蛋白。Dnaic2基因特異表達(dá)在成年小鼠的肺、睪丸、卵巢及輸卵管中,并且在小鼠卵巢中的表達(dá)具有時期特異性。免疫熒光組織化學(xué)分析顯示Dnaic2蛋白只在次級卵泡及竇卵泡中的卵母細(xì)胞中表達(dá),并且定位于細(xì)胞膜周圍,此外,Dnaic2蛋白還表達(dá)在輸卵管的粘膜上皮細(xì)胞及一些早期雄性生殖細(xì)胞和精子中。這提示該蛋白在

3、生殖發(fā)育過程中具有一定的作用。通過構(gòu)建Dnaic2過表達(dá)小鼠模型發(fā)現(xiàn)其表型與人PCD患者相似。某些Dnaic2過表達(dá)小鼠在出生后20天左右死亡,其肺部出現(xiàn)嚴(yán)重病變。大部分存活下來的Dnaic2過表達(dá)小鼠則表現(xiàn)為雄性不育、雌性亞不孕甚至不孕。這些雄性小鼠睪丸中存在部分缺失精子的曲細(xì)精管,而且出現(xiàn)大量異型精子,觀察超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)其精子鞭毛軸絲缺少動力臂,有的還缺失中央微管或外周二聯(lián)微管,這導(dǎo)致了其精子的運(yùn)動異常。在雌性小鼠中,其輸卵管粘膜皺褶

4、出現(xiàn)萎縮、變平,部分上皮細(xì)胞層脫落,卵巢中閉鎖卵泡增加,正常的近成熟卵泡顯著減少。對其作用機(jī)理的初步研究發(fā)現(xiàn),Dnaic2蛋白不僅與dynein復(fù)合體中的輕鏈LC8相互作用,還與Stat3相互作用。雖然Dnaic2蛋白的過表達(dá)對這兩種蛋白的表達(dá)沒有明顯的影響,但Dnaic2蛋白可激活Stat3,促進(jìn)其酪氨酸磷酸化。這提示Dnaic2一方面可影響纖毛/鞭毛中動力臂的組裝影響纖毛/鞭毛的運(yùn)動,另一方面可通過調(diào)節(jié)Stat3及LC8影響配子發(fā)生