类固醇激素（Steroid hormone）,又称甾体激素,是普遍存在于哺乳动物体内的一类脂溶性激素。它们在结构上都是环戊烷多氢菲（cyclopentanoperhy drophenanthrene）衍生物,在维持生命、调节性功能、机体发育、免疫调节、及生育控制方面都有重要的作用。甾体激素的作用方式主要是与相应的受体结合,通过受体转录活性的变化调控下游基因的表达,最终参与细胞生长、激素信号传导和细胞应激等多种生物学过程。甾体激素受体的功能正常发挥还需要伴侣蛋白（chaperones）HSP90/HSP70的参与。一类甾体激素受体相关TPR（tetratrieopeptide repeat）蛋白作为共伴侣蛋白（co-chaperones）在甾体激素受体的激活、定位和功能活性的发挥中起着重要的调节作用。研究发现TPR蛋白家族目前有四个成员,分别为PP5（proteinphosphatase5,PP5）,FKBP4（FK506 binding protein 4,FKBP4）,FKBP5（FK506 binding protein 5,FKBP5）和Cyp40（40-KD cyclophilin,Cyp40）。它们通过TPR结构域与甾体激素受体-HSP90复合物结合,调控多种甾体激素受体的活化、激素结合能力、核转移以及降解。本论文主要通过遗传学手段,分别利用FKBP4和PP5敲除小鼠,对这两种基因在小鼠行为和骨发育方面的作用进行了研究。我们的前期研究发现共伴侣蛋白FKBP4在维持雌激素受体（estrogenreceptor,ER）和雄激素受体（androgenreceptor,AR）活性的平衡中起着独特的作用。FKBP4的缺失会导致雄鼠的第二性征（secondary sexual characteristics）异常发育,包括雄性乳腺的过度异常发育,生殖器官的异常如:尿道下裂,肛门和生殖器之间的距离变短,这些表型都与KO雄鼠中AR/ER活性的平衡被打乱有关。在本研究中,我们对FKBP4KO雄鼠的行为进行了研究,发现FKBP4对维持正常雄性小鼠的性偏好行为是必须的。FKBP4KO雄鼠表现出对陌生入侵雄鼠的攻击性降低,并且偏好雄鼠生殖腺气味。性行为检测发现FKBP4KO雄鼠爬跨雄鼠的的比例显著升高,而爬跨雌鼠的比例显著降低,这表明Fkbp4基因缺失后KO雄鼠具有明显的同性性行为。生化分析表明,FKBP4 KO雄鼠血清中激素雌二醇、孕酮和5-羟色胺的浓度都表现出雌性化趋势。已有研究证明下丘脑视前区（preoptic anterior hypothalamus,POAH）为性行为调控主要脑区,免疫组化和Western Blotting分析发现,FKBP4 KO雄鼠下丘脑视前区内ERα和AR的表达水平与雌鼠相似。RNA-sequence测序分析发现,雄鼠下丘脑内由雌激素调控的与行为或者神经发育相关的多种基因在FKBP4敲除后表达水平与雌性一致。有文献报道,下丘脑内DNA甲基化转移酶3a（DNMT3a）在小鼠性行为的改变方面起着重要作用。本研究中我们发现FKBP4 KO雄鼠下丘脑内DNMT3a的蛋白质水平与野生雄鼠相比显著升高,而mRNA的水平没有显著性差异。通过体内和体外生化实验,我们进一步揭示了FKBP4是通过抑制DNMT3a的泛素化影响DNMT3a蛋白的稳定性,而ERα具有保护DNMT3a蛋白稳定性的作用。本论文第二部分工作是通过研究甾体激素受体相关TPR蛋白家族中的蛋白磷酸酶5（PP5）,发现PP5在骨和软骨的发育中起着重要作用。本研究以6至8周龄PP5敲除小鼠及WT同窝对照小鼠为实验材料,研究了PP5在骨和软骨发育的作用。结果显示,与WT对照小鼠相比,PP5KO小鼠体重显著减轻并且股骨长度更短。PP5KO小鼠股骨体积骨矿物质密度（Bone mineral density,BMD）,骨小梁体积（Trabecular bone volume,BV/TV）和皮质厚度（Cortical thickness）显著升高。整体阿尔新蓝和茜素红染色检测新生小鼠的软骨形成时发现,PP5的缺乏显著增强了椎骨,四肢和足部软骨的形成。此外,苏木素和伊红染色图片显示KO小鼠具有更宽的股骨远端生长板,并且含有的软骨细胞也显著多于WT小鼠。近一步的实验发现PP5 KO小鼠的关节软骨中几种软骨特异性基因mRNA表达量显著上调,并且与WT小鼠相比,PP5KO小鼠生长板中phospho-PPARγ,Runx1和Runx2蛋白水平也显著升高。综合实验结果,我们最终证实PP5通过调节Runx2和PPARγ蛋白的磷酸化在骨和软骨细胞发育中起着负调节作用。