生精细胞凋亡的基因调控

生精细胞凋亡的基因调控

谢丽贺丽萍石金凤

谢丽贺丽萍石金凤（长沙市卫生学校湖南长沙410100）

【中图分类号】R-33【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2010)31-0203-02

【摘要】生精细胞凋亡受大量基因共同调控，深入研究睾丸生精细胞的凋亡及其基因调控是进一步了解生精细胞凋亡机制和其生物学过程的关键所在，对阐明精子发生的生理、病理及探讨男性不育有重要的意义。

【关键词】生精凋亡基因

细胞凋亡是机体在生长、发育和受外界刺激时，清除多余、衰老和受损伤的细胞以保持机体内环境平衡的一种自我调节机制。细胞凋亡的发生是由于内外环境的变化或死亡信号的触发，在基因调控下所发生的一系列细胞主动死亡的过程。睾丸生精细胞凋亡是一个非常复杂的过程，需要众多的因子协调参与来完成细胞的程序化死亡。本文结合近年来生精细胞凋亡的研究进展，对其凋亡中的基因表达调控作用做一综述。

1.Bcl-2家族

Bcl-2家族是与细胞凋亡关系密切的原癌基因家族之一。现今研究比较多和深入的是Bcl-2和Bax。Bcl-2属于抑制细胞凋亡的基因，主要定位于精母细胞，支持细胞和间质细胞。Bax则属于促进细胞凋亡的基因，在各级生精细胞均有弱表达。

相关研究证实Bcl-2和Bax在细胞内是以同源二聚体或异源二聚体形式存在的。如可形成Bax/Bax同源二聚体促进生精细胞凋亡。同时，bax基因也可竞争性地与Bcl-2蛋白结合，形成Bcl-2/Bax异源二聚体，Bcl-2/Bax的比例决定是否发生凋亡。手术诱导的隐睾中发现，生精细胞凋亡增加，Bcl-2表达下调，而Bax表达上调。而输精管结扎后Bcl-2在精原细胞和精母细胞中的表达减少，而Bax表达增强，结扎后生精细胞的凋亡增加。还有Guo[1]等发现的Bcl-2基因家族新成员—Bcl-G很可能是睾丸生精细胞凋亡特异相关蛋白。

2.p53基因

p53基因也是一种凋亡相关基因，在人类精原细胞和初级精母细胞中都有明显的p53表达。正常p53基因即野生型p53具有促进细胞凋亡的作用，而突变型p53基因则具有抑制细胞凋亡的作用。

基因表达可促进或抑制细胞凋亡的发生，但是，在多数情况下，单一基因表达的变化不足以影响细胞凋亡，需要几种基因协同作用，共同调节凋亡过程。p53是Bax的正调因子和Bcl-2的负调因子。在无p53小鼠的增殖中有高水平的Bcl-2表达和低水平的Bax生成，Bax启动子区域有4个p53结合区，因此p53表达与生精细胞凋亡的启动有关。

3.Fas基因

Fas(Apo-1,CD95)是一个跨膜受体蛋白，FasL是Fas的配体。Fas是凋亡型号受体，Fas与FasL特异结合，可激活caspases引发细胞凋亡[2]。

在精子生成过程中，可通过Fas/FasL系统中的旁分泌途径来调控生精细胞的增殖与分化及精子产量，使生精细胞的数量限制在正常生理范围内；隐睾与精子成熟障碍均与Fas/FasL系统表达异常有关。实验性小鼠隐睾模型证明，Fas表达促使睾丸生精细胞凋亡，而Fas缺陷的隐睾小鼠睾丸组织坏死和凋亡极少。

切除性腺的雄性小鼠生精管道首先发生Bcl-2水平的下调，然后出现Fas的迅速表达，最后发生凋亡的DNA片段增加，也可证明Bcl-2水平的下调是凋亡信号传导过程中最先发生和最关键的步骤之一。

4.C-myc基因

C-myc作为一种转录因子，能促进细胞增殖，抑制细胞分化，也参与细胞凋亡的调控。通过对C-myc转基因鼠研究发现，C-myc基因的过度表达对雌性大鼠的生育能力无明显影响，但可导致处于减数分裂期的精母细胞凋亡而造成雄性大鼠不育。在某些情况下，C-myc基因的双相表达也可导致大鼠生精细胞辐射凋亡。体外研究显示，当生精细胞与棉酚接触后，首先出现C-myc表达水平明显下降，并发生以精母细胞为主的凋亡，可见，棉酚所致不育可能与C-myc介导的细胞凋亡有关。

5.CREM基因

CREM反应元素调节因子基因在减数分裂后精子细胞中高度表达。CREM在减数分裂后阶段的生精细胞中表达较高，与单倍体生精细胞中那些调控细胞形态变化的基因激活有关。CREM的缺失可使生精细胞凋亡增加10倍，最终引起不育。

还有一些的研究表明，HSP70基因家族、线粒体相关基因、iNOS基因、TRAIL及其受体基因、TR2基因等均与精子发生过程中生精细胞的凋亡有关。

睾丸生精细胞的凋亡是一个多基因参与的复杂过程，各基因间的相互作用决定了细胞的生存与死亡。深入研究睾丸生精细胞的凋亡及其基因调控是进一步了解生精细胞凋亡机制和其生物学过程的关键所在，对阐明精子发生的生理、病理，指导男性不育的治疗及探索男性节育新途径具有重大的现实意义。

参考文献

[1]HershkoT,andD.Ginsberg,etal.Up-regulationofBcl-2homology3-onlyproteinsbyE2F1mediatesapoptosis[J].Biol.Chem.2004,27(9):8627-8634.

[2].赵崴,李树峰,严云勤,等.哺乳动物精子发生过程中的细胞凋亡及其影响因素[J].细胞生物学杂志,2003,25(3):150-153.