Hsp90与共伴侣Cdc37通过Erk1/2及p38信号通路调控人精子获能的分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771647
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0405.精子发生异常与男性不育
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Sperm capacitation is a prerequisite for acrosome reaction, sperm-egg fusion and fertilization under normal physiological conditions. Protein phosphorylation is an important signature for sperm capacitation. As a highly conserved molecular chaperone, heat shock protein 90 (Hsp90) plays important roles in maintenance of cell functions and regulation of signaling pathways. In the previous studies, we found that human sperm Hsp90 affects protein tyrosine phosphorylation and participates in progesterone-stimulated sperm capacitation. Further studies indicate that Hsp90 and its co-chaperone Cdc37 are expressed in the tail of human sperm. They can interact with each other and form protein complex. As Erk1/2 and p38 are also co-located in the tail of human sperm, and their Thr/Tyr phosphorylation are correlated with sperm capacitation. These results suggesting that the regulation of Hsp90 and Cdc37 in human sperm capacitation is associated with Erk1/2 and p38 signaling pathways. However the molecular mechanism is still unknown. Therefore, this study will focus on Hsp90 and Cdc37 to detect whether they can regulate Erk1/2 and p38 signaling pathways through Src; whether Hsp90 and Cdc37 can recruit protein kinases in Erk1/2 pathway and influence their phosphorylation level; as well as how Hsp90 and Cdc37 regulate sperm p38 pathway, through canonical p38 pathway or noncanonical p38 autophosphorylation pathway. The results of the study will reveal the mechanism of Hsp90 and Cdc37 in regulating human sperm capacitation. This will improve the regulation network of sperm capacitation and provide new theory for diagnosis and treatment of unexplained male infertility.
获能是正常生理条件下精子顶体反应及受精的必要前提,蛋白磷酸化水平是评价精子获能的重要指标。分子伴侣Hsp90有维持细胞功能、调节信号通路等重要功能。我们前期研究发现,Hsp90影响人精子酪氨酸磷酸化,参与调控精子获能;Hsp90与共伴侣Cdc37在人精子尾部表达,两者有相互作用,与人精子尾部的Erk1/2和p38蛋白定位十分一致,且该蛋白苏/酪氨酸磷酸化与获能密切相关,提示Hsp90和Cdc37参与调控精子Erk1/2及p38信号通路影响获能,但目前其分子机制不清楚。本项目拟围绕Hsp90与Cdc37开展四个层面研究:确定Hsp90与Cdc37是否通过调节Src影响上述信号通路?阐明其如何调节Erk1/2通路影响获能?明确它们怎样调控p38通路?是否存在p38自磷酸化途径?旨在揭示Hsp90与Cdc37参与调控精子获能进而影响受精的新机制,为填补精子网络调控理论及诊治男性不育提供科学依据。

结项摘要

热休克蛋白90(Heat shock protein 90, Hsp90)是一种高度保守的分子伴侣,具有维持细胞功能、调控细胞信号等重要的生物学功能。细胞分裂周期蛋白37(Cell division cycle protein 37, Cdc37)是Hsp90激酶特异性共伴侣。前期研究发现Hsp90和Cdc37均在人精子中表达,二者均定位于人精子头部和尾部区域,存在相互作用。Cdc37极有可能招募各种激酶,结合到分子伴侣Hsp90上,调控激酶稳定性及活性,进而调控人精子获能。在国家自然科学基金的资助下,我们在本项目中围绕Hsp90和Cdc37在人精子获能过程中调控MAPK信号通路开展研究。我们按照项目计划书设计的研究内容和技术路线,取得了以下一些新的重要研究结果:(1)发现Hsp90参与调控人精子获能后的超激活运动和顶体反应,影响获能及受精过程。(2)抑制Hsp90,可影响人精子中Hsp90-Cdc37复合物水平,进而影响Cdc37招募激酶到分子伴侣Hsp90上。(3)抑制Hsp90,影响Hsp90与Erk1/2的相互作用。Erk1/2从复合物中解离下来,随之降解,酶活性下降。(4)抑制Hsp90,影响Hsp90与p38的相互作用,p38从复合物中解离下来,发生磷酸化激活。Erk1/2磷酸化促进人精子超激活运动和顶体反应,而p38磷酸化抑制人精子运动,因此Hsp90通过维持Erk1/2磷酸化、抑制p38磷酸化而帮助人精子获能。这些研究结果为Hsp90和Cdc37在人精子获能过程中的作用机制提供新的见解,为深入揭示人类受精机制提供科学依据,为诊治不明原因性男性不育提供新的思路。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Protein kinases regulate hyperactivated motility of human sperm.
蛋白激酶调节人类精子的过度活跃运动。
  • DOI:
    10.1097/cm9.0000000000001551
  • 发表时间:
    2021-10-20
  • 期刊:
    Chinese medical journal
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Wang YY;Sun PB;Li K;Gao T;Zheng DW;Wu FP;Liu AJ;Ni Y
  • 通讯作者:
    Ni Y
Hsp90 interacts with Cdc37, is phosphorylated by PKA/PKC, and regulates Src phosphorylation in human sperm capacitation
Hsp90 与 Cdc37 相互作用,被 PKA/PKC 磷酸化,并调节人类精子获能过程中的 Src 磷酸化
  • DOI:
    10.1111/andr.12862
  • 发表时间:
    2020-07-30
  • 期刊:
    ANDROLOGY
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Li, Kun;Sun, Peibei;Ni, Ya
  • 通讯作者:
    Ni, Ya
Hsp90 modulates human sperm capacitation via the Erk1/2 and p38 MAPK signaling pathways.
Hsp90 通过 Erk1/2 和 p38 MAPK 信号通路调节人类精子获能。
  • DOI:
    10.1186/s12958-021-00723-2
  • 发表时间:
    2021-03-04
  • 期刊:
    Reproductive biology and endocrinology : RB&E
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun P;Wang Y;Gao T;Li K;Zheng D;Liu A;Ni Y
  • 通讯作者:
    Ni Y
Novel distance-progesterone-combined selection approach improves human sperm quality.
新颖的距离-黄体酮组合选择方法可提高人类精子质量
  • DOI:
    10.1186/s12967-018-1575-7
  • 发表时间:
    2018-07-20
  • 期刊:
    Journal of translational medicine
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li K;Li R;Ni Y;Sun P;Liu Y;Zhang D;Huang H
  • 通讯作者:
    Huang H
The Seminiferous Epithelial Cycle of Spermatogenesis: Role of Non-receptor Tyrosine Kinases.
精子发生的生精上皮周期:非受体酪氨酸激酶的作用。
  • DOI:
    10.1007/978-3-030-77779-1_1
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advances in Experimental Medicine and Biology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao Xiang;Zheng Dongwang;Liang Fei;Ying Shibo;Sun Peibei;Yu Jianmin;Ni Ya
  • 通讯作者:
    Ni Ya

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  • 通讯作者:
    倪崖

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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