研究核糖核酸酶9(RNase9)在男性生殖系统中的表达、定位及功能,为其异常所引起的不育症诊断和治疗提供理论基础。
方法采用生物信息学分析人RNase9的结构,预测其功能;利用基因重组技术构建了原核表达载体制备重组RNase9蛋白。通过RT-PCR检测RNase9蛋白在不同组织中的表达,比较老年人(76.3±8.1岁)、成年人(31.2±5.6岁)和胎儿(0.8±0.2岁)附睾组织RNase9蛋白表达量的差异。应用免疫荧光实验观察RNase9蛋白在睾丸、附睾、精子上的定位。应用酵母tRNA底物实验检测RNase9核糖核酸酶活性。分别向精子悬液中加入免疫前血清(A组)和鼠抗RNase9多抗血清(B组),应用抗体封闭精子运动实验检测RNase9蛋白对精子运动能力[平均曲线运动速度(VCL)、平均直线运动速度(VSL)、平均路径速度(VAP)]的影响。8~12周龄金黄地鼠肌注孕激素和人绒毛膜促性腺激素,取卵子与两组精子孵育后(A组精子用免疫前血清,B组精子用RNase9抗血清封闭5 h;实验中所用卵子的数目分别是A组60个和B组62个),应用抗体封闭精子穿卵实验检测RNase9蛋白对精子穿卵能力的影响。
结果经过生物信息学分析,RNase9基因属于核糖核酸酶A超家族一新成员,N末端含23个氨基酸的信号肽序列,相对分子质量约为20 000,等电点PI 5.92;含5个N-糖基化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、1个酪氨酸激酶磷酸化位点、1个NDUFC2位点和2个胰-核糖核酸酶功能域标签位点。RNase9蛋白在人附睾、睾丸、心脏,肺脏、肝脏、脾脏、肾脏、胃多种组织广泛表达,在附睾组织中表达量较高;在成年人附睾组织中的表达量明显高于胎儿和老年人附睾组织(均P<0.05)。RNase9蛋白特异结合在精子的赤道后颈部,原核表达获得高纯度具有生物活性的重组蛋白和相应的抗体。核糖核酸酶实验显示RNase9蛋白缺乏核糖核酸酶活性,为0.111± 0.007。抗体封闭精子后不影响精子的运动及穿卵能力,两组VAP、VSL、VCL和受精率差异没有统计学意义(均P>0.05)。
结论RNase9蛋白在附睾及精子上的表达及定位表明该蛋白可能在男性精子成熟及发育过程中起重要作用,但不影响成熟精子的运动及穿卵能力。