泛素-蛋白酶體途徑在生殖細胞減數分裂過程中的作用及機制

彭馥芝 董蓮花 冉茂良 翁 波 陳 斌*

(1.湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128；2.畜禽遺傳改良湖南省重點實驗室，長沙 410128)

泛素-蛋白酶體途徑(ubiquitin-proteasome pathway，UPP)通過三酶級聯將泛素連接于靶蛋白以使其泛素化，為介導真核生物蛋白質降解調節的主要途徑。此外，泛素化在蛋白質穩定性[1]、蛋白質運輸[2]、細胞分化[3]、細胞周期進程[4]等過程中發揮重要作用，與脂質代謝[5]、肌肉發育[6]、神經元形態發生[7]等生理過程相關，UPP異常則導致肌肉萎縮[8]、炎癥反應[9]、睪丸腫瘤[10]等病變發生。研究證實，泛素相關組件及去泛素酶在動物配子生成中普遍表達，在減數分裂過程中的減數分裂同源重組[11]、減數分裂性染色體失活[12]、卵母細胞減數分裂恢復[13]、第一極體(the first polar body，PBI)排出[14]及精卵融合[15]等過程中發揮著重要作用，UPP的紊亂或UPP組件的突變將導致這些生物過程發生損傷及配子發育缺陷。例如，初級精母細胞粗線期染色體聯會重組，組蛋白多聚泛素化，人工敲除組蛋白泛素化出現減數分裂中斷并最終導致不育[16]；圓形精子細胞中，組蛋白泛素化有助于魚精蛋白替換[17]；卵母細胞缺失Cullin4(CUL4)導致減數第1次分裂恢復延遲[18]；敲減泛素結合酶2C(UBE2C)導致第一極體排出受阻及染色體分離紊亂[19]。研究UPP在動物配子生成中的生物學功能及作用機制，不但能推進對生殖過程的進一步了解，對治療人類不孕不育及提高經濟動物繁殖性能也具有重要意義。本文綜述了泛素-蛋白酶體通路在動物生殖細胞減數分裂過程及配子生成中的信號傳導及調節機制，以期為后續的相關研究提供參考。……