文献编译：MicroRNAs和siRNAs在哺乳动物精子发生中的作用

文献编译：MicroRNAs和siRNAs在哺乳动物精子发生中的作用

金佳敏  戴永东

                     浙江大学医学院附属邵逸夫医院

Argonaute蛋白家族是非常保守的家族，分为AGO与PIWI蛋白系列。小RNA的生物合成及他们与Argonaute结合蛋白的种类，是区分他们的关键。比如piRNA特殊性只与PIWI结合，而microRNA则与AGO结合。成熟的miRNA来源于发夹结构RNA，由DGCR8识别该结构，由核酶DROSHA剪切下发夹结构，再由DICER（DICER1）核酶加工成为成熟miRNA，装载到AGO蛋白上成为功能复合体。AGO结合的miRNA会使目标mRNA降解，或不稳定，从而抑制其表达。而siRNA生成只需要DICER，且只要双链RNA均可作为其底料，且一般序列不保守。该研究对miRNAs和siRNAs在哺乳动物精子发生中的作用进行综述。

DGCR8, DROSHA或者DICER被敲除的老鼠其生殖功能被破坏，表现精子数量减少，精子形态异常。这些蛋白通过影响miRNA的作用，可以参与精子发生的不同时期，目前实验证明的有多能干细胞时期、减数分裂I前期、精子变形期。

miR-34家族在睾丸中表达特别高，且其表达量在减数分裂时期升高特别明显。敲除miR-34家族的老鼠不育，表型表现为精子数量极少且其产生的精子形态异常，干扰精子发生减数分裂I前期粗线期及精子变形期。但miR-34家族敲除其不会影响多能干细胞的增殖。其可能的机制如下：cp1 10蛋白会抑制基底细胞成熟，而miR-34家族通过抑制cp1 10基因从而促进精子尾巴的形成。miR-34也会通过促进凋亡的形式，帮助清除减数分裂期间损伤的精细胞。

miR-17-92簇包含miR-17, miR-18, miR-19, miR-25四个家族，其突变影响老鼠精原细胞分化与增殖，睾丸体积及重量下降，许多生精小管只有Sertoli细胞，但老鼠仍可育。该家族可能与未分化精原细胞有关，若诱导精原分化，则该家族microRNA表达量下降，Bcl2l11,kit,socs3基因表达增加，miR-18可能还和DNA修复及染色质浓缩有关，其对应的目标基因为atm和hsf2。

miRNA与性染色体失活MSCI机制也有关系。在性染色体失活期间，许多miRNA却意外高表达，且缺乏AGO4会使性小体形成障碍。

小RNA与DNA损伤也关系密切，人为诱导双链损伤（DSB）会诱发特定小RNA高表达，且AGO2蛋白与DNA损伤修复蛋白RAD51也存在密切的关系

文献来源：S Hilz,AJ Modzelewski,PE Cohen, A Grimson.The roles of microRNAs and siRNAs in mammalian spermatogenesis. Development.2016,143(17):3061.