近日，山东大学生殖医学研究中心陈子江院士、刘洪彬教授课题组联手中科院等研究团队，在男性不育基础研究领域取得系列新进展，研究成果先后发表在Genome Biol、Protein & Cell、Cell Death Differ等杂志上。

研究发现一：研究团队前期发现组蛋白修饰识别分子Zcwpw1敲除导致雄鼠不育，减数分裂阻滞在偶线期阶段，并伴有DSB修复异常和同源重组缺陷。该研究利用多种基因敲除小鼠动物模型，证实重组热点处H3K9ac和染色质开放性的建立和维持依赖于H3K4me3催化酶PRDM9及H3K4me3识别分子ZCWPW1。通过分子、细胞和生化等实验，证实ZCWPW1与多个去乙酰化酶和染色质重塑分子存在相互作用，且ZCWPW1通过拮抗HDAC蛋白的去乙酰化活性维持重组热点处的H3K9ac水平，促进和维持重组热点处的染色质开放状态，最终促进减数分裂DSB的同源重组修复。该研究阐释了组蛋白修饰相关分子（Writer、Reader）协同调控减数分裂同源重组热点处组蛋白修饰和染色质开放性的分子机制，同时发现体细胞中异源表达生殖细胞特异分子ZCWPW1显著提高DSB修复能力和同源重组效率。该研究拓展了减数分裂表观遗传调控的新视角，丰富了哺乳动物生殖细胞形成的基础理论。

研究成果发表在Genome Biol，5年影响因子20.367，山东大学生殖医学研究中心副研究员黄涛、硕士生包子游、博士生王诗语和吴心悦、中科院基因组研究所袁慎立博士为共同第一作者，山东大学陈子江院士、刘洪彬教授和中科院基因组研究所刘江研究员为共同通讯作者。

研究发现二：RNA结合蛋白家族成员RBM46在生殖细胞中特异性表达并定位于细胞质中。为探究RBM46在配子发生中的作用，研究团队通过构建Rbm46基因敲除小鼠模型，发现Rbm46敲除雌雄小鼠表现为不孕不育，配子均阻滞在减数分裂细线期，出现染色体轴向原件缩短及联会复合体形成异常等。为解析RBM46在减数分裂中靶分子及其调控机制，研究团队借助LACE-seq等技术对细线期及偶线期的小鼠精母细胞中RBM46的靶标及结合位点进行了解析及验证。研究证实了RBM46在减数分裂过程中通过与编码粘连蛋白复合体亚基（cohesin complex subunits）的mRNAs中3'UTR区域的特定序列结合，调控粘连蛋白进行正常翻译，从而确保减数分裂联会过程的正常进行。该研究补充了RNA结合蛋白在减数分裂过程中的调控机制，同时也为原发性不孕不育患者提供了新的机制解释。

研究成果发表在Protein & Cell，5年影响因子13.716，山东大学生殖医学研究中心吕跃博士、高级研究员路钢、博士生蔡玉玲和中国科学院生物物理研究所苏瑞宝博士为共同第一作者，香港中文大学陈伟仪教授、山东大学陈子江院士和刘洪彬教授、中国科学院生物物理研究所薛愿超研究员为共同通讯作者。

研究发现三：研究团队通过分析不同发育阶段核心剪接因子的表达，发现Bud31及其调控的选择性剪接参与精子发生的过程。通过一系列实验证实，Bud31在精原干细胞中主要通过影响外显子跳跃和内含子保留两种剪接模式，调控包括Cdk2基因在内众多基因的选择性剪接。团队利用迷你基因、RNA pull-down等方法，发现敲除Bud31引起Cdk2基因1号内含子保留的异构体增加，编码蛋白的经典异构体显著减少，最终导致Cdk2蛋白水平的降低。该研究发现剪接因子Bud31及其调控的可变剪接分子网络在精原干细胞自我更新、分化中发挥重要作用。该研究丰富了RNA剪接调控的机制，并为男性不育的病因提供了理论依据。

研究成果发表在Cell Death Differ，5年影响因子12.896，山东大学基础医学院博士生秦君超和王子翔、山东大学生殖医学研究中心副研究员黄涛为共同第一作者，高等医学研究院刘招舰教授和生殖医学研究中心刘洪彬教授为共同通讯作者。

近5年，生殖医学团队在男性不育研究领域取得系列进展：

1）减数分裂异常导致无/少精症研究（Sci Adv. 2019，eLife. 2020,EMBO J. 2021，Nucleic Acids Res. 2019 & 2020，Genome Biol. 2022，Protein & Cell.2022,Cell Death Differ. 2022)。

2）精子形态结构异常导致畸形精子症研究（Sci Bull.2020，Front Cell Dev Biol. 2021，Int J Mol Sci.2022）。

以上研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金面上项目、山东省重大科技创新工程、山东省杰出青年基金、山东大学攀登计划创新团队等项目资助。

文章链接：

1.The histone modification reader ZCWPW1 promotes double-strand break repair by regulating cross-talk of histone modifications and chromatin accessibility at meiotic hotspots

2.RBM46 is essential for gametogenesis and functions in post-transcriptional roles affecting meiotic cohesin subunits

3.Bud31-mediated alternative splicing is required for spermatogonial stem cell self-renewal and differentiation