TGF-β1调控哺乳动物睾丸发生的研究进展
生精,睾酮,1TGF-β1信号通路,2TGF-β1信号通路介导的生物学功能,3展望
王婷婷,张继东(遵义医科大学 免疫学教研室暨贵州省基因检测与治疗特色重点实验室,贵州 遵义 563099)
睾丸形成及精子发生是一个精细、复杂的过程,需要各种细胞之间复杂的信号通路进行调控,包括各种基因、蛋白、激素、细胞因子的相互作用[1]。Wnt、TGF-β、Notch、Hedgehog均能够调控睾丸发育和精子发生,而且TGF-β1与上述四条经典通路密切相关[2-3]。TGF-β1信号通路中的许多配体在哺乳动物睾丸形成以及精子发生过程中发挥关键作用。新生期睾丸中,包括Nodal、TGF-β、Activins和BMP在内的几种配体在调节雄性生物学功能、生殖细胞增殖以及睾丸血管形成等起到重要作用,其中TGF-β1在胚胎期睾丸的形成以及发育中可调节睾丸生殖细胞的增殖和分化,也可通过调节支持细胞增殖和分化来决定睾丸的大小。Sarraj等利用 Tgfbr3(TGF-β共受体)敲除小鼠研究发现,睾丸生精小管的基膜非常薄而且不具有连续性,由此可以说明TGF-β1对睾丸生精小管的形成起着重要的作用[4]。此外,TGF-β1超家族信号传导对于睾丸形成不可或缺,当TGF-β1信号通路发生异常后,会导致睾丸病变,而且也会导致男性生育能力的降低[5-6]。
1 TGF-β1信号通路
TGF-β信号通路超家族包括30多种不同配体类型的TGF-β/Activin/Nodal和BMP蛋白家族,以旁分泌或自分泌方式激活Ⅰ型和Ⅱ型受体丝氨酸/苏氨酸激酶(分别为TGF-βRI/II and BMP-RI/II)典型信号后,通过激活SMAD转录因子(R-SMADs)相应的通路进行传导,这些通路与其他受体系统一起形成广泛的信号转导通路。在典型的信号传导中,I型受体参与R-SMADs的磷酸化,包括SMAD2/ SMAD3/TGF-β/ Activin/ Nodal信号通路和BMP信号通路中的SMAD1/5/8。R-SMADs与SMAD4相互作用进行核移位,并与不同的DNA结合转录因子相互作用,这些途径调控多种细胞的生长、发育以及生理过程[7]。TGF-β1是一种调节多种细胞活动和病理生理过程的多效性细胞因子[8]。
众所周知,TGF-β1/SMAD诱导的经典信号通路中,TGF-β1首先直接与TβR-2结合形成相应的复合物,然后TGF-β1构象可以发生改变,被TβR-1识别之后,结合形成了TβR-2-TGF-β-TβR-1的一个三聚体的复合物,其中复合物中的TβR-1可以被TβR-2磷酸化,其底物将信号放大,并且进一步向下游传递 ......
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