近年来,男性不育症的发病率在世界范围内呈上升趋势。男性不育主要原因有无精子症、少精子症、弱精子症、畸形精子症,其发病机制相当复杂,至今尚未明了。从精子产生的过程分析,睾丸内的精原细胞经历有丝分裂、细胞分化和细胞迁移,精母细胞减数分裂,精子细胞变形,继而形成精子;此后,精子由睾丸向附睾运输并在附睾内进一步成熟,最终成为具有自然受精能力的精子。这些过程涉及众多基因和蛋白的精细调控,尤其是近年来发现的有关精子发生的转录后调控(如micro RNA的调控)。任何一个环节的障碍均可能导致精子质量异常,进而导致男(雄)性不育。通过探索精子发生与精子成熟的调控因素,研究这些因素影响精子质量的分子机制,可以为男性不育的临床诊断和治疗提供新的思路。在第一部分研究中,我们探索了两个micro RNA簇——mi R-34b/c和mi R-449a/b/c,影响雄性生育的机制。首先,我们检测了mi R-34与mi R-449的组织表达特点,发现两者在输出小管等具有运动纤毛的组织中高表达。然后,我们以mi R-34b/c-/-;mi R-449-/-双敲小鼠为动物模型,通过组织学分析发现双敲小鼠的输出小管纤毛缺失,精子滞留在输出小管及睾丸网内,睾丸生精小管管腔扩张、生精上皮受损,从而影响精子发生。为了探索mi R-34b/c与mi R-449影响精子发生的机制,一方面,利用输出小管结扎实验模拟输出小管梗阻,我们发现输出小管结扎后睾丸产生双敲小鼠类似的形态学变化。另一方面,通过输出小管上皮细胞培养、mi RNA抑制以及纤毛结构免疫荧光染色,我们发现mi R-34b/c与mi R-449缺失会造成细胞纤毛的减少。提示:mi R-34b/c-/-;mi R-449-/-双敲小鼠输出小管纤毛缺失造成输出小管梗阻,进而引起睾丸生精小管压力增大,最终导致精子发生异常及雄性不育。与此同时,我们还初步探索了mi R-34b/c与mi R-449相互代偿的机制。通过生物信息学分析及细胞实验验证,我们发现转录因子STAT6(Signal transducers and activators of transcription 6)既能够调控mi R-34b/c与mi R-449表达,又受到这两个mi RNA靶向抑制;抑制STAT6表达可以消除mi R-34b/c与mi R-449的相互代偿。提示:STAT6参与了这两个mi RNA的相互代偿过程。在第二部分研究中,我们首次发现了转录因子TFEB(Transcription factor EB)在小鼠精原细胞中表达。通过免疫组化、精原细胞分离培养等实验,我们发现TFEB在分化的精原细胞表达,且其表达受维甲酸(RA)信号的调控。通过Ch IP-seq方法检测精原细胞中TFEB调控的靶基因,我们发现TFEB可以调控Axin2、Chl1、Dock2、Nbea等基因表达,进而影响精原细胞的迁移运动。研究结果提示:TFEB在精原细胞分化过程中的表达可能参与了精子发生过程中生精细胞的迁移,尤其是生精细胞穿越血-睾屏障的过程。综上所述,本文主要研究了mi R-34b/c与mi R-449以及TFEB对精子发生的作用以及可能的分子机制,为阐明男性不育的机制以及提高临床男性不育的诊治水平提供了实验依据。