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哺乳动物中,减数分裂是获得单倍体配子的一种特殊的细胞分裂方式。雌性小鼠生殖细胞减数分裂启动发生在胚胎期,而雄性小鼠生殖细胞在出生后才启动减数分裂过程。减数分裂过程是一个受到多种因子精细调控的复杂过程,以前的研究发现了几个在这一过程中发挥重要作用的调控因子,但是详细的调控机制还不清楚,仍有待于进一步深入研究。 在本研究中,发现Wdr62在小鼠胚胎期生殖细胞中特异地高表达。此外通过对50例原发性闭经患者进行全外显子组测序,筛选到WDR62的有义突变,提示着WDR62在生殖细胞发育中具有潜在的功能。为了研究其在生殖细胞发育过程中的功能,制备了Wdr62敲除的小鼠模型。结果发现敲除Wdr62后小鼠的发育没有受到明显的影响,可存活至少6个月以上,但是雌性和雄性小鼠都完全不育,成年小鼠的性腺明显的减小。进一步研究发现,在胚胎期13.5天雌性小鼠生殖细胞开始丢失,而雄性小鼠生殖细胞丢失发生在出生后5天左右。免疫荧光和定量PCR结果都显示Wdr62敲除小鼠的生殖细胞中减数分裂相关基因的表达缺失,一些多能性相关基因的表达明显升高。组织形态学结果显示,Wdr62敲除小鼠的生殖细胞核染色质未发生凝集。这些结果说明,敲除Wdr62后生殖细胞减数分裂启动过程异常,从而导致生殖细胞丢失。 进一步体外实验证明Wdr62和RA协同作用诱导Stra8表达。此前的研究发现在神经系统中WDR62是JNK信号通路的支架蛋白。而首次证明在生殖系统中Wdr62可以激活JNK信号通路。性腺体外培养实验证实了Wdr62在RA诱导减数分裂相关基因的表达中必不可少,JNK信号通路在减数分裂启动过程中发挥作用。为了证实JNK信号通路作为Wdr62下游分子的确在减数分裂启动过程中具有功能,我们在Wdr62敲除的生殖细胞中过表达JNK1,发现可以部分挽救Wdr62敲除后生殖细胞发育受阻的表型,这些结果说明Wdr62作为一种内源性因子通过激活JNK信号通路在生殖细胞减数分裂启动过程中发挥作用。 原始生殖细胞在经历特化和迁移到生殖嵴后,并不具备减数分裂的能力,而是处于未分化的状态。因此启动减数分裂之前生殖细胞必须经历一次发育转变的过程,之后才能够响应外源诱导信号,获得减数分裂的能力。研究发现,在减数分裂期间FOXO1会从生殖细胞的细胞核迁移到细胞质表达,而Wdr62敲除的生殖细胞中FOXO1的表达定位迁移被破坏,证明FOXO1亚细胞定位的改变很可能就是减数分裂启动的全新标志,只有FOXO1出核的生殖细胞才具有减数分裂启动的能力。我们的研究发现,Wdr62的下游分子JNK信号通路可以磷酸化FOXO1进而促进其出核。这些结果表明,在减数分裂启动过程中Wdr62极有可能是通过激活JNK信号通路促进FOXO1出核来发挥作用的。 综上所述,本研究揭示了FOXO1的亚细胞定位改变是生殖细胞减数分裂启动的全新标志,Wdr62通过激活JNK信号通路来促进FOXO1出核进而调控减数分裂启动过程。本研究阐述了调控减数分裂启动的全新的机制,也揭示了卵巢早衰疾病的潜在病因,为更好地理解减数分裂启动调控过程提供了重要的理论依据。