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摘要哺乳动物经过减数分裂产生雌雄配子的过程是有性生殖的基础。因减数分裂异常导致的配子发生缺陷，是不孕不育的主要原因之一。第一次减数分裂前期，伴随同源染色体的联会发生同源重组，在重组过程中会发生一系列重要事件。减数分裂重组酶RAD51和DMC1通过促进核纤维蛋白丝搜索和侵入其同源染色体介导同源重组。然而，对DMC1/RAD51-ssDNA核纤维蛋白丝在哺乳动物生殖细胞同源重组过程中的调控机制仍有待阐明。<br>　　在体细胞中，SPIDR是SWS1-SWSAP1-SPIDR复合物的一个亚基，调节同源染色体间同源重组(inter-homologhomologousrecombination,IH-HR)。然而，其在减数分裂同源重组中的作用和机制尚不清楚。为了研究SPIDR在减数分裂同源重组中的作用，首先分析了SPIDR的表达和定位。结果表明，SPIDR在雄性小鼠睾丸组织中高表达，在偶线期精母细胞中mRNA及蛋白水平达到最高，由此推测SPIDR可能在减数分裂中发挥重要功能。为研究SPIDR在减数分裂同源重组中的具体功能，我们使用CRISPR-Cas9基因编辑技术，在小鼠中敲除Spidr基因。结果发现Spidr基因敲除小鼠生殖表型表现为性别二态性:雄性敲除小鼠不育，而雌性敲除小鼠则表现为生育力下降。成年Spidr基因敲除雄鼠睾丸曲细精管中未见减数分裂后的圆形或细长形精子细胞，附睾内未发现精子。成年雌性Spidr基因敲除小鼠表现出生育缺陷，生育力测试结果显示，产仔窝数和每窝产仔数均明显低于对照小鼠，并在3月龄后完全不育。这些结果表明SPIDR对雄性和雌性小鼠的生育都是必不可少的。<br>　　Spidr基因敲除小鼠睾丸中减数分裂后生殖细胞的显著减少表型类似于其他HR调控蛋白的敲除小鼠表型，如Dmc1、Meilb2和Brme1敲除小鼠。随后，通过对精母细胞的染色体铺片染色进一步分析发现Spidr基因敲除雄鼠精子发生阻滞在粗线期精母细胞阶段。Spidr基因敲除雄鼠的粗线期及偶线期精母细胞出现DSB修复异常及非同源染色体的联会。因此，SPIDR对于减数分裂的进程至关重要。<br>　　为了确定同源重组在哪一步出现问题，首先检测重组交换形成标志蛋白(crossover,CO)MLH1,发现敲除小鼠精母细胞中完全没有MLH1信号，说明交叉形成缺陷;随后我们检测重组中间体标志蛋白MSH4(在同源重组过程中稳定DNA-链交换中间体)，发现Spidr基因敲除精母细胞偶线期及粗线期MSH4数目减少。减数分裂重组酶RAD51和DMC1通过促进核纤丝搜索和侵入其同源染色体介导同源重组是同源重组中的关键步骤。因此，我们检测了精母细胞中RAD51/DMC1的荧光点数目，发现Spidr基因敲除精母细胞中RAD51及DMC1数目与野生型相比，在细线期，偶线期以及粗线期均显著减少。为了探究SPIDR缺失导致RAD51/DMC1染色体轴定位异常的原因，我们通过Co-IP及酵母双杂交实验证实SPIDR与减数分裂重组酶RAD51和DMC1存在相互作用。<br>　　进一步对SPIDR在雌性小鼠中的功能进行分析，发现SPIDR敲除雌鼠减数分裂进程表现为延迟，并且伴有交叉产物形成显著减少。Spidr基因敲除卵母细胞中RAD51/DMC1在染色体上的定位减少同样存在，但减少程度与雄性相比更加轻微。进一步通过免疫组化分析发现，Spidr基因敲除雌鼠胚胎期第15.5天后卵母细胞丢失，导致出生后原始卵泡池的严重耗尽,表现为卵巢早衰(Primaryovarianinsufficiency,POI),在3月龄后完全丧失生育力。值得注意的是Spidr基因敲除雌鼠的生育力可以通过缺失DNA损伤检查点激酶CHK2来挽救。<br>　　综上所述，我们在本研究中证明SPIDR是一个新的减数分裂同源重组调控蛋白。通过与SWS1-SWSAP1互作高效招募减数分裂重组酶RAD51和DMC1到DNA双链断裂位点(Doublestrandbreak,DSB),进而调控链入侵和同源搜索的过程，从而促进同源重组。该研究为深入解析DMC1/RAD51-ssDNA核纤维蛋白丝的形成及减数分裂同源重组调控的分子机制提供了新见解。同时，CHK2在消除异常的卵母细胞中的重要功能为临床诊疗提供了参考依据。