Adv Sci | 袁水桥团队揭示m6A识别蛋白hnRNPA2B1调控粗线期精母细胞发育进程的新机制

减数分裂是配子形成的 关键过程 ，其核心事件 （如同源重组、染色体联会） 的精确调控对于遗传多样性和生育 力维持 至 关重要 。 近年来， m6A RNA 修饰作为哺乳动物细胞中最丰富的 转录后修饰之一，被证实在精子发生（ spermatogenesis ）中扮演重要角色。 m6A 修饰通过 “书写器” （ writer ）、 “擦除器” （ eraser ）和 “阅读器” （ reader ） 蛋白的动 态调控，影响 mRNA 的剪接、稳定性、定位和翻译。虽然一些 m6A 调控因子（如 METTL3/14 ， YTHDC2 ， FTO ， METTL 16 ） 在精子发生中的作用已被揭示，但许多 m6A 的识别 蛋白，特别是核不均一核糖核蛋白（ hnRNP ）家族成员，在减数分裂尤其是其关键阶段 —— 粗线期（ pachytene ） 进程 中的具体 分子 功能和调控机制，仍 不十分清楚 。

近日，华中科技大学同济医学院生殖健康研究所袁水桥教授团队在Advanced Science上 在线发表了题为m6A reader hnRNPA2B1 modulates late pachytene progression in male meiosis through post-transcriptional control的 最新 研究成果 。 该研究聚焦于潜在的 m6A 阅读蛋白 hnRNPA2B1 ，首次系统揭示了其在雄性哺乳动物减数分裂粗线期晚期 （ late pachytene ） 进程中 具有 不可或缺 的 作用 ，并在分子层面阐释了 h nRNPA2B1 通 过转录后调控 途径参与晚粗线期精母细胞发育的 分子 网络 。

核不均一核糖核蛋白 hnRNPA2B1 是一种潜在 的 m6A 阅读蛋白 ，在各级生精细胞中均表达，尤其在精母细胞中表达量极高 。 团队 先 前的研究发现，其全身性敲除 Hnrnp a2b1 基因 （ global knockout ） 可导致 雄性 小鼠 不育，并 出现唯支持细胞综合征 （ C ell R eports ， 2024 ） 。 然而，这一 生精细胞发育障碍的 早 期表型 限制 了 我们 深入探究 hnRNPA2B1 在减数分裂 阶段 生 精 细胞中的特异性 分子 功能。 因此， hnRNPA2B1 是否参与调控精细的减数分裂 进程， 并 是 否依赖 其 m6A 修饰 调控尚未可知 。

为克服 Hnrnp a2b1 基因全敲 导致 小鼠唯支持细胞综合征的 早 期 生精障碍 表型 ，进而影响我们解析其在减数分裂中的分子作用和 生物学 功能， 团队 创新性地利用 Ddx4 -Cre ERT2 系统构建了他莫昔芬（ tamoxifen ）诱导的 精母 细胞 中 Hnrnp a2b1 基因 特异诱导性 敲 除小鼠模型（ Hnrnp a2b1 iKO ）。 利用该小鼠模型，团队 发现 小鼠 精母细胞中 hnRNPA2B1 的特异性缺失会导致同源重组障碍、染色体联会异常及 DNA 修复受损，并伴随着粗线期精母细胞中 DNA 双链断裂（ DSB ）修复蛋白（如 RPA2 ， RAD51 ）异常定位至染色体轴外，最终引发大量 晚 粗线期精母细胞的凋亡，导致减数分裂进程阻滞在粗线期晚期。 组学 研究揭示 hnRNPA2B1 缺失导致精母细胞的转录组与蛋白质组发生广泛而剧烈的失调 ，包括 染色质 构象 与重塑相关蛋白（ EP400 和 RRS1 ）、交叉形成蛋白（ MLH1 ）以及驱动 精母细胞 粗线期退出 和 中期进入的关键细胞周期蛋白（ CCNA1, CCNH, CCNB2 ）的 表达 水平显著下降 ；然 而 ， DNA 损伤修复相关蛋白（ MDC1 ） 的 水平则异常升高。值得注意的是，这些关键 蛋白 的 mRNA 水平大多未出现显著 性 变化，提示 Hnrnp a2b1 iKO 精母细胞中 存在转录后调控紊乱。进一步 通过 MeRIP -seq 联合体外细胞实验 研究发现， hnRNPA2B1 通过其 m6A 阅读功能直接调控多个减数分裂关键基因的表达。 接下来， 团队运用 RIP-seq 技术鉴定出 了大量的 hnRNPA2B1 特异性结合的转录本（如 ： Ep400 和 Rrs1 ），并通过体外荧光素酶报告基因实验证实 hnRNPA2B1 通过识别这些转录本上特定 的 m6A 修饰位点来增强其表达。此外， 团队通过 IP-MS 和 Co-IP 实验进一步验证 了 hnRNPA2B1 在粗线期精母细胞内与 mRNA 加工 蛋白 （如 ： DDX5 ）和翻译相关因子 （如 ： eIF4G3 ， RPS3 ， RPL13 ） 存在 RNA 非依赖性的相互作用。 以上 这些结果共同表明， hnRNPA2B1 作为一个关键的转录后调控枢纽 蛋白 ， 通过与 mRNA 加工 / 翻译 因子 协同作用，并依赖其 m6A 阅读 功能来 调控关键靶基因（尤其是染色质 构象 与重塑 相关因子 ）的蛋白表达水平，从而确保 精母细胞 粗线期 进程 的正常进行。 一旦精母细胞中 hnRNPA2B1 缺失 ，将会 导 致 其与减数分裂相关的靶基因的蛋白翻译调控 网络失调，最终引起粗线期染色体事件异常 ，导致 减数分裂阻滞 和雄性不育（图1）。

总之， 该研究系统阐明了 hnRNPA2B1 在雄性减数分裂粗线期晚期 精母细胞发育 进程中的关键作用，揭示了其通过 m6A 依赖的转录后调控机制（包括靶基因结合、与 mRNA 加工 / 翻译因子互作）精确调节关键功能蛋白表达水平的新范式（图1）。这 不仅为 m6A 阅读蛋白 参与 减数分裂 转录后 调控 提供了新证据，同时加深 了 人们 对 雄性减数分裂 粗 线期检查点和 发育 进 程的分子调节 机制的理解，也为 今后 解析 男 性不育 症 的 发病 机制提供了新的视角和潜在 分子治疗 靶点。

图 1. 精母细胞中 hn RNPA2B1 参与减数分裂进程中的转录后调控模式图。

华中科技大学同济医学院生殖健康研究所 2024 级博士研究生 尹丽莎 、 202 4 级硕士研究生 张煜庭 、 2023 级硕士研究生 张冰倩、 202 0 级博士研究生 张进 及 武汉大学人民医院 医师 熊孟能 为该论文的共同第一作者。华中科技大学同济医学院生殖健康研究所 / 实验动物中心 袁水桥 教授为该论文的通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202506600

制版人：十一

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