Akap3在被动吸烟雄性生殖中的调控机制

Many studies have shown that passive smoking are harmful to male reproduction, through improving it's environment conditions can better develop it's reproduction function. Akap3 as one of testis special proteins, play important role in spermatogenesis and mature. However, few studies are conducted on the mechanism, especially comprehensive and systematic studies. In this project, we use mice testis that suffering different time of passive smoking as study subjects, analyzed the regulatory mechanisms of passive smoking on male reproductive perfermance from testicular pathology, molecular biology and epigenetics. The study of testicular pathology are favorable for illustrating the influence of passive smoking on spermatogenesis. Tested the expression levels and cell localization of Akap3 which are differentially expressed genes that was selected during my PHD degree by the technology of molecular biology, this study is a complementary on the role of Akap3 in male reproductive perfermance; Detected the effect of epigenetics modification on male reproductive, RNAi was used to detect regulation of AKAP3 on sperm cells. This study was a further investigation on the molecular biology mechnisms that passive smoking on male reproduction and the reason that it does on male reproduction. This results of this study not only can be used for cultivation of healthy population, but also provide basis on the diagnosis and therapy of male reproductive disorders and infertility that caused by environmental factors.

被动吸烟危害生殖，改善个体所处的环境条件可有效发挥其繁殖机能。Akap3作为睾丸特异性蛋白，在精子形成和成熟过程中起着重要的调节作用。但Akap3对雄性生殖的调控机制，尤其是吸烟对其信号通路的调控机制还不清楚。本课题以前期筛选到的应激差异基因Akap3为靶基因，以接受不同被动吸烟史的小鼠和正常小鼠为模式动物。通过对睾丸生殖病理学的研究探索被动吸烟对精子发生的影响规律，利用分子生物学方法分析被动吸烟前后Akap3的表达及细胞定位情况，利用RNAi技术分析Akap3对精细胞的调节机制，揭示Akap3在雄性生殖中发挥的作用；同时从表观遗传学的角度分析被动吸烟前后DNA甲基转移酶和基因组DNA甲基化水平的变化，并进一步检测和分析Akap3启动子区甲基化水平，揭示表观修饰对雄性生殖生理的调控规律。本研究成果不仅可直接应用于健康群体的培育，也为环境因素引起的生殖障碍及不育的治疗提供理论依据。

被动吸烟危害生殖，改善个体所处的环境条件可有效发挥其繁殖机能。Akap3作为睾丸特.异性蛋白，在精子形成和成熟过程中起着重要的调节作用。但Akap3对雄性生殖的调控机制，尤其是吸烟对其信号通路的调控机制还不清楚。本课题以前期筛选到的应激差异基因Akap3为靶基因，以接受不同被动吸烟史的小鼠和正常小鼠为模式动物。利用分子生物学方法分析被动吸烟前后Akap3的表达及细胞定位情况，发现被动吸烟显著影响免疫相关基因TLR家族成员及其信号通路上相关基因及AKAP3的表达，以被动吸烟早期（1月龄）各基因表达量变化最为显著，之后随着被动吸烟时间的延长，表达量基本上呈现出了略微的上升，但依然显著低于正常对照组小鼠；研究首次发现AKAP3在不同组织器官中均有不同程度的表达，以肝脏中的表达量最低，从而说明AKAP3并非通常所认为的是睾丸特异性基因。睾丸组织中的表达以精子细胞中的表达量最为丰富。利用crispr/cas技术分析Akap3对精细胞的调节机制，成功建立了睾丸支持细胞AKAP3基因敲除细胞系，尚需进行进一步的功能验证和研究。同时从表观遗传学的角度分析被动吸烟前后DNA甲基转移酶和基因组DNA甲基化水平的变化，并进一步检测和分析Akap3启动子区甲基化水平，采用一系列预测软件对AKAP3启动子区进行了预测，睾丸组织整体基因组甲基化随着被动吸烟时间的延长呈现出了显著的下降趋势，启动子区甲基化以被动吸烟8周的甲基化程度最高（80%），其他各时期呈现出低甲基化的状态。本研究成果不仅可直接应用于健康群体的培育，也为环境因素引起的生殖障碍及不育的治疗提供理论依据。

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