新闻网讯 3月12日，生殖健康研究所袁水桥教授、周立全教授、李志明副教授团队在eLife杂志上在线发表了题为 “FBXO24 modulates mRNA alternative splicing and MIWI degradation and is required for normal sperm formation and male infertility”的合作研究成果。该研究发现FBXO24在睾丸中高度表达，是调控精子线粒体鞘形成和维持男性生育力的关键因子，并揭示了FBXO24调控圆形精子细胞中mRNA选择性剪接及piRNA生成相关蛋白MIWI降解的分子机制。

哺乳动物精子是维持物种繁衍的重要生殖细胞，其结构很特殊，是由圆形精子历经变形过程分化而来。精子变形成熟后由头部和尾部组成，头部包含单倍染色体，尾部有节奏地摆动使精子游动。精子活力与受精直接相关，成熟精子尾部的中段由线粒体螺旋缠绕包裹，在精子游动过程中提供能量。然而，人们尚不完全清楚精子变形中调控精子线粒体鞘形成的遗传分子机制。

研究团队首先在前期研究的基础上发现了FBXO24（一种孤儿F-box蛋白）在人类和小鼠睾丸中高度表达，并发现FBXO24在圆形精子的细胞核和细胞质中特异表达。利用基因敲除小鼠模型，研究团队发现Fbxo24基因缺失会严重降低精子运动能力，导致雄性不育。进一步的电镜超微结构观察，发现FBXO24缺陷导致精子的精子鞭毛线粒体缺陷，伴有组蛋白滞留和鞭毛轴损伤，且FBXO24缺陷的圆形精子细胞不能变形为成熟精子。分子生物学实验表明，FBXO24与剪接因子（SRSF2，SRSF3和SRSF9）等核蛋白相互作用，调节了圆形精子细胞中的基因选择性剪接。同时FBXO24缺陷的圆形精子出现大量异常剪接事件，影响与精子形成相关基因的表达。

重要的是，本研究还发现FBXO24与MIWI和SCF亚基相互作用组成E3泛素连接酶，介导了细胞质MIWI/piRNA的正确去除，这对精子成熟至关重要。MIWI和piRNAs在圆形精子中非常丰富，但在延长精子细胞中开始下降，并在成熟精子中完全消除。然而FBXO24缺陷小鼠睾丸中piRNAs含量异常增加，这些piRNAs可能通过转录后调控抑制了精子变形相关mRNA表达（图1）。以上结果表明FBXO24是调节线粒体定位到精子尾部的重要蛋白，扩展人们了对精子线粒体定位和线粒体鞘形成的认识。

FBXO24调控精子变形的分子机制模式图

生殖健康研究所副教授李志明为该论文的第一作者兼共同通讯作者，生殖健康研究所袁水桥教授、周立全教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等研究基金的资助。

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