雄激素受体共激活因子BAP18在睾丸间质细胞及精子发生中的作用

BAP18, a coactivator of the androgen receptor (AR), plays a key biological role in the AR-induced transactivation which is mediated by recruiting MLL1 complex to the promoter of AR target genes. AR signaling is an essential physiological pathway in the development of male phenotype and the maintenance of fertility in humans. The expression of AR signaling-related target genes involves many regulators, which enables an orderly and programmed manner of many physiological processes in spermatogenesis. Our previous study reveals that BAP18 expresses in the mouse testicular tissues at all developmental stages and is mainly localized in Leydig cells of human specimens. Furthermore, CG33695 (BAP18) mutant male Drosophila shows a retardation of testis development and maturation, and aberrant transcripts of a series genes in relation to spermiogenesis. This program aims to probe the epigenetically mechanism of BAP18 on AR-induced transactivation in testis by harnessing molecular and cellular biotechnology such as Western Blot, qRT-PCR, co-IP, ChIP and Luciferase assay, an animal model of drosophila and testis specimens, and thus will provide important molecular biological information for the diagnosis and treatment of male infertility.

BAP18是雄激素受体(androgen receptor, AR)的辅调节因子，它通过介导MLL1复合物到AR靶基因启动子的招募来活化转录从而发挥其生物学作用。AR信号通路是男性生长发育及维持生殖功能的重要生理学途径，有大量调节因子参与调控其相关靶基因的表达，使精子发生的多个生理过程正常有序进行。我们在前期工作中发现，在各发育阶段的小鼠睾丸组织中，BAP18均有表达；在临床标本中，BAP18主要定位于睾丸间质细胞。此外，CG33695(BAP18)基因功能缺失的果蝇还表现为睾丸发育迟缓及精子形成相关基因的转录异常。本项目拟通过免疫印迹、荧光定量PCR、免疫共沉淀、染色质免疫共沉淀和报告基因检测等分子生物学技术，结合果蝇动物模型及睾丸组织标本，探究睾丸中BAP18对雄激素受体信号通路基因转录的表观遗传学调控机制及其对精子发生的影响, 进而为男性不育症的诊断和治疗提供重要的分子生物学基础。

BAP18是新发现的雄激素受体（AR）辅调节因子，其能够上调AR靶基因活性而促进前列腺癌的发生发展。然而BAP18在睾丸发育及精子发生成熟过程中的作用机制仍不清楚。在本项目的资助下，我们完成了以下研究：①从临床收集各种不育程度的睾丸穿刺标本以及正常睾丸对照组织进行免疫组化染色证实BAP18主要在正常睾丸间质细胞和支持细胞中表达，其他生殖细胞中其表达水平较低。②Western Blot、Real-time RT-PCR及激光共聚焦实验结果显示BAP18在小鼠睾丸发育中的精原细胞、精母细胞及间质细胞中均有表达。这提示我们BAP18在睾丸发育和精子发生中具有重要的生物学作用。③分离BAP18基因缺失突变果蝇的睾丸组织进行DAPI染色、Western Blot和Real-time RT-PCR实验，结果证明BAP18通过活化果蝇精子形成相关基因mst35B和mst57D的表达，进而调节精子细胞向成熟精子的转变及精子生成全过程的有序顺利进行。④在细胞水平通过免疫共沉淀及Western Blot技术证实BAP18在睾丸间质细胞中能够与AR相互作用。⑤通过质粒转染在睾丸细胞中过表达BAP18并进行荧光素酶报告基因、Western Blot和Real-time RT-PCR实验，结果证实BAP18上调AR介导的基因转录，且在双氢睾酮或睾酮的作用下其对AR靶基因CYP17A1的mRNA和蛋白表达的上调更加显著。.综上，我们的研究结果表明AR的辅调节因子BAP18，能够在睾丸细胞中与AR结合，通过上调AR靶基因CYP17A1的表达参与睾丸精子发生，且BAP18缺失突变将导致精子发生和成熟障碍。这些结果为揭示人睾丸精子的发生机制提供了重要信息，为治疗男性不育提供了新的理论依据。