PUF家族蛋白是高度保守的RNA结合蛋白,在动物的发育中起着重要的调控作用。PUF家族蛋白主要通过结合靶标mRNA3’UTR上特定核酸序列,影响mRNA的稳定性和翻译来发挥重要的转录后调控作用。Pumilio是PUF家族蛋白的一个主要分支,在人和小鼠中有两个同源基因-Pumilio1(Pum1)和Pumilio2(Pum2)。最近在小鼠中的研究发现Pum1在精子发生、胚胎发育、抑制小脑共济失调样神经退行性病变中发挥重要作用,而Pum2参与小鼠神经系统的功能调控。在细胞中的研究证明Pum1和Pum2能够抵抗病毒感染,而且能够促进人和小鼠造血干细胞及人白血病细胞的增殖。PUM2对人脂肪干细胞的增殖同样具有促进作用。另外,PUF家族蛋白能够与相互作用的蛋白结合,形成蛋白复合物,共同维持正常的生物学过程。但是Pum1在C57B6背景小鼠中对于生殖系统的作用,以及Pum1在生理水平上对免疫系统和脂肪形成的作用还尚未报道,PUM1蛋白在哺乳动物中的互动蛋白研究也很少,因此Pum1在哺乳动物中的作用需要进一步的研究和探索。为了探索Pum1在哺乳动物中的生理作用,我们实验室前期构建了 C57B6背景Pum1全身性敲除小鼠。Pum1-/-小鼠的出生率仅2%至2.5%,表明Pum1缺失可能导致小鼠胚胎致死。与混合背景Pum1-/-小鼠可育不同,C57B6背景下Pum1-/雄鼠完全不育,对小鼠精子参数和形态分析发现Pum1-/-小鼠的精子计数明显下降,精子几乎没有活力,精子形态严重畸形,符合临床上不育男性中少弱畸精子症的表现。对小鼠睾丸和附睾分析发现Pum1缺失影响晚期长形精子的变形以及导致精子延迟释放。超微结构分析表明Pum1对精子尾部线粒体鞘的正常形成是必需的。而且Pum1缺失导致圆形精子在Step9头部变形时出现塑形异常,最终导致精子头部畸形。为了寻找分子机制,我们检测Pum1是否通过调节线粒体外膜孔蛋白-VDAC2影响线粒体鞘的形成,分子实验结果表明VDAC2可能是Pum1的候选靶标。Pum1-/-小鼠生长到5月龄至6月龄时,特定部位的皮肤出现炎症,且中性粒细胞大量浸润,骨髓移植实验证明Pum1缺失导致的皮肤炎症并不是造血干细胞发育缺陷引起的,致病机制可能是由于Pum1缺失对小鼠全身影响的结果。另外,有研究报道Pum1参与造血干细胞的增殖,我们对Pum1是否在小鼠体内影响造血干细胞的增殖和分化进行验证,但是研究证明在体内Pum1对造血干细胞的增殖和分化不是必需的。对Pum1在脂肪中作用的分析发现成年Pum1-/-小鼠白色脂肪明显减少,脂肪细胞明显减小,提示Pum1影响脂滴的储存,这需要进一步的探索。对于PUM1蛋白在哺乳动物中相互作用的蛋白的研究,主要是在NIH3T3和DU145细胞中进行探索,免疫共沉淀及蛋白质谱分析发现PUM1可以与NEDD4家族结合蛋白2-NDFIP2蛋白相互作用。综上所述,我们通过对C57B6背景Pum1-/-小鼠的表型分析得出以下结论:一是Pum1缺失导致部分小鼠胚胎致死。二是Pum1是精子变形和维持育性所必需的。三是Pum1缺失导致的皮肤炎症并不是造血干细胞发育缺陷引起的,而且在小鼠体内Pum1不是造血干细胞增殖和分化所必需的。四是Pum1对脂肪细胞的发生具有重要的作用。另外,NDFIP2可能是PUM1的互动蛋白。