P53在中国石龙子生精细胞凋亡过程中的作用(2)

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细胞凋亡是多细胞动物生命活动中不可缺少的组成部分,为保证个体发育成熟所必需,除不再需要的细胞提供了一个有效的机制。这些细胞一般是正常的,但由于种种原因不再需要了。它们可能产生得过多了,如早在本世纪初,人们在研究生精过程的形态学变化时即已发现生精细胞的变性退化,现已证明,这些退变的细胞即为凋亡的形式。电子显微镜下观察,早期生精细胞核内染色体游移到边缘,中期凋亡小体产生与部分变性,晚期仅见凋亡小体的碎片。大鼠睾丸在生精过程中约75%以上的生精细胞通过凋亡而消失（Oakland et al.1956;Huckins et al,1978;De Rooij et al,1987)。因此使得进入减数分裂期的细胞数量大为减少,生殖细胞在生精过程中产生的精子数量比期望值要少25～75%左右(Stephan et al,1996; Hikm-AP et al,1995)。细胞凋亡是生精过程中常见的生理现象,生精细胞凋亡受多种因素调控,包括神经内分泌因子、理化因子以及多种凋亡调控基因,生精细胞的数量在细胞分化和凋亡之间存在着动态平衡。

生精细胞凋亡包括自发性细胞凋亡和诱导性细胞凋亡，自发性凋亡是指正常精子发生过程中生精细胞死亡；诱导性凋亡是指由于环境压力影响导致的生精细胞死亡，如激素缺乏、重金属暴露、细胞生长因子缺乏、热休克、冷休克、射线辐射、饥饿和氧化压力等都会诱导生精细胞凋亡（Canman et al., 1995； Lue et al., 1999；Lue et al., 2000； Richburg, 2000； Yazawa et al., 2003；Campion et al., 2010；Absalan et al.,2010)。细胞凋亡对于精子发生顺利进行意义重大，细胞凋亡不但可以优化支持细胞与生精细胞比例，清除潜在缺陷的生精细胞，确保高质量精子的生产（Matsui, 1998），而且可以保证精子基因完整性，阻止可能的基因突变遗传给后代（Ohta et al., 2003；Coureuil et al., 2006；Xu et al., 2010；Sinha Hikim and Swerdloff, 1999，Brinkworth et al., 1995；Richburg 0et al., 2000）。

细胞凋亡主要通过两大信号通路实现：外源性细胞受体介导的凋亡通路和内源性线粒体依赖性的凋亡通路。外源性和内源性Caspase3介导的细胞凋亡信号路径都会受到p53的调控。 P53不但可以调控Bax、Bid、Bcl-2、 Bcl-xL、Puma、Noxa、Apaf1 and IAP，而且可以调控CD95、Fas、Apo-1 and DR5等蛋白参与细胞凋亡（Allemand et al., 1999；Laptenko and Prives C 2006；Vousden and Prives 2009；Speidel D 2009）。

p53基因(20 kb)是位于17号染色体短臂上的一个单拷贝基因,包含11个外显子和10个内含子,其mRNA长215 kb,编码一个含有393个氨基酸的蛋白质,分子量为53 kD。p53蛋白包括4个功能调节区域:N-端的活化区(Transactivation domain,TAD),通过与转录因子TFÒD(Mult-i subunit tran-scription factorÒD)结合而发挥转录激活功能;DNA结合区(DNA-binding domain,DBD)特异性地结合靶基因中的顺势作用元件,调节靶基因的转录活性;C端的复调节区域,在DNA损伤时,招募其他蛋白到损伤部位,提供DNA损伤信号(Baker et al，1989）。Toledo等（Toledo et al，2006）研究表明p53基因蛋白还含有四聚化结构域(Tet-ramerization domain,4D;324位~355位氨基酸),介导活化后p53四聚体的形成。

爬行动物是最早成功登陆的动物类群，在动物系统演化史上占据着重要的地位。有关该类群精子发生过程的形态学观察已有较为丰富的积累，但对于如何及时清除精子发生过程中异常细胞，以保证高质量精子形成的研究尚属空白。本项目拟研究的对象—中国石龙子（Eumeces chinensis）隶属于爬行纲（Reptilia）、蜥蜴目（Lacertilia）、石龙子科（Scincidae）、石龙子属（Eumeces）。由于中国石龙子具有对环境温度、环境中人为干扰因素的高度敏感性以及对饥饿的较强的忍耐力等生理学特点，是研究生精细胞凋亡的理想模型。因为温度压力、饥饿压力和环境应激等均是研究细胞凋亡的绝佳手段。所有这些生理学特点为项目组进行人工诱导生精细胞凋亡的研究提供了可能。