摘要哺乳动物性腺是由体细胞与生殖细胞组成的。其中体细胞又包括支持类体细胞和甾类激素合成细胞。支持类细胞是指睾丸支持细胞和卵巢颗粒细胞,它们与生殖细胞直接接触,为生殖细胞的发育提供营养和物理支撑。睾丸支持细胞与卵巢颗粒细胞来自共同的前体细胞,它们之间的分化受到性别决定基因的调控。<br> 之前的研究发现,在性别决定完成后的睾丸支持细胞中特异激活Ctnnb1(β-catenin)导致睾丸索结构破坏,睾丸发育异常。同时,SOX9,AMH和DMRT1等支持细胞特异基因表达水平显著下降。但是潜在作用机制还需要进一步具体的研究。在本课题中发现,在支持细胞中持续激活β-catenin后,支持细胞开始表达颗粒细胞特异基因FOXL2。通过转录组分析证实,激活Ctnnb1后支持细胞转分化为颗粒细胞样细胞。进一步研究发现CTNNB1通过直接与FOXL2启动子区域的Tcf/Lef结合位点诱导Foxl2表达。还发现Foxl2能够抑制支持细胞特异基因SOX9的表达。最终使支持细胞转变成颗粒细胞样细胞。<br> 以前的研究已经证实,生殖细胞的发育和分化受到性腺体细胞的调控。雌性生殖细胞在决定性别之后会立刻开始减数分裂过程。与之不同的,雄性生殖细胞会先经历多次有丝分裂,最后稳定在GO/G1期,直到出生后才开始进行减数分裂。发现,在支持细胞中激活Ctnnb1后,雄性生殖细胞在胚胎期异常启动减数分裂过程,并可以进行到减数分裂前期的粗线期和双线期。通过对支持细胞RNA-seq和生殖细胞单细胞测序的结果分析,发现激活Ctnnb1后,支持细胞和生殖细胞中BMP信号通路被显著激活。性腺体外培养实验进一步证明支持细胞分泌的BMPs信号在生殖细胞启动减数分裂过程中发挥重要作用。不仅如此,我们的研究还表明在支持细胞中激活β-catenin后,生殖细胞中DNA甲基化水平显著降低,而Dazl的表达明显升高。进一步研究发现,BMP可能是通过抑制DNA甲基化从而诱导Dazl的表达。Dazl表达水平升高后,进一步在RA的诱导作用下,生殖细胞启动减数分裂过程。<br> 综上所述,这些结果证明了在支持细胞谱系维持中抑制Ctnnb1信号是必不可少的。此外,BMPs和RA在性别分化过程中协同调控生殖细胞命运。我们的研究不仅发现了性腺发育过程中支持细胞谱系维持的新机制,而且也首次在小鼠体内模型中证实BMPs信号通过抑制DNA甲基化来诱导减数分裂内源因子Dazl表达,从而调控生殖细胞减数分裂启动。
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