動(dòng)物物種的繁衍和遺傳信息的傳遞依賴于生殖細(xì)胞。在哺乳動(dòng)物中，雄性生殖干細(xì)胞－精原干細(xì)胞具有干細(xì)胞的基本特征：自我更新與分化，是研究成體干細(xì)胞的經(jīng)典模型，我們的研究圍繞雄性生殖細(xì)胞和早期胚胎細(xì)胞在發(fā)育過程中如何在時(shí)間和空間上通過調(diào)控細(xì)胞中的蛋白合成以及蛋白組的維持調(diào)節(jié)和改變細(xì)胞的生物學(xué)功能這一問題，揭示細(xì)胞在動(dòng)物發(fā)育生長過程中命運(yùn)變化的分子機(jī)制，并為解析相關(guān)人類疾病的發(fā)生機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。組織干細(xì)胞生長狀態(tài)的平衡是維持組織功能、延緩器官衰老和促進(jìn)組織損傷修復(fù)的基礎(chǔ)，因此相關(guān)分子機(jī)制的研究在干細(xì)胞和再生生物學(xué)中具有廣泛的意義。主要研究內(nèi)容包括：
1. 精原干細(xì)胞自我更新與分化的分子調(diào)控機(jī)制：精原干細(xì)胞穩(wěn)定而持續(xù)的自我更新和分化是動(dòng)物持續(xù)產(chǎn)生精子的基礎(chǔ)。在前期研究中，我們利用轉(zhuǎn)基因小鼠模型分離、純化了小鼠精原干細(xì)胞，并對(duì)其基因表達(dá)特征做了比較性分析。相比于精原干細(xì)胞前體細(xì)胞和分化后的生精細(xì)胞，精原干細(xì)胞具有其特異的基因表達(dá)特征和調(diào)節(jié)信號(hào)因子。解析它們在精原干細(xì)胞自我更新與分化中的作用機(jī)制將幫助我們深入理解精原干細(xì)胞如何維持生殖細(xì)胞的發(fā)育和功能、生殖系統(tǒng)功能的穩(wěn)定和相關(guān)生殖疾病的發(fā)生機(jī)制。通過小鼠遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等實(shí)驗(yàn)，我們希望解析精原干細(xì)胞中蛋白合成調(diào)節(jié)因子參與調(diào)控精原干細(xì)胞生長的作用機(jī)制，包括相關(guān)RNA結(jié)合蛋白、信使RNA代謝和蛋白翻譯調(diào)控因子的作用以及它們對(duì)精原干細(xì)胞自我更新、分化和衰老的影響。
2.精子細(xì)胞變形期中精子特異蛋白的表達(dá)調(diào)控：小鼠精子細(xì)胞發(fā)育可分為三個(gè)階段：有絲分裂、減數(shù)分裂和細(xì)胞形態(tài)變化。初級(jí)精母細(xì)胞在完成減數(shù)分裂后進(jìn)入變形期，通過一系列細(xì)胞形態(tài)的變化，包括：細(xì)胞核濃縮、頂體和尾部鞭毛結(jié)構(gòu)的形成等，最終產(chǎn)生具有生物學(xué)功能的精子。由于細(xì)胞核中染色質(zhì)的濃縮，單倍體精子前體細(xì)胞具備有限的基因轉(zhuǎn)錄能力，細(xì)胞變形期所需蛋白的表達(dá)多依賴于對(duì)早期存儲(chǔ)的信使RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾和蛋白翻譯調(diào)控。通過對(duì)精子細(xì)胞特異的蛋白激酶A錨定蛋白AKAP3的表達(dá)和功能的研究，我們發(fā)現(xiàn)PKA信號(hào)通路和RNA結(jié)合蛋白在其中的潛在作用。結(jié)合生物化學(xué)及分子、細(xì)胞生物學(xué)，我們希望闡明PKA信號(hào)通路和RNA結(jié)合蛋白如何在精子前體細(xì)胞形態(tài)發(fā)生時(shí)調(diào)節(jié)信使RNA代謝、蛋白合成以及精子的功能。
3.小鼠早期胚胎發(fā)育中的細(xì)胞命運(yùn)決定：在低等動(dòng)物，如果蠅和線蟲中，受精后胚胎發(fā)育期的細(xì)胞譜系分化（包括生殖細(xì)胞）在第一次細(xì)胞分裂時(shí)已開始，并受到受精卵中存儲(chǔ)的母源因子的影響。這種機(jī)制是否在哺乳動(dòng)物中存在，哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育中細(xì)胞的命運(yùn)是如何決定的？通過對(duì)小鼠著床前期胚胎細(xì)胞在分子和細(xì)胞水平上的比較、分析，我們希望解析哺乳動(dòng)物早期胚胎細(xì)胞間存在的分子和功能上的差異，以及它們在動(dòng)物早期胚胎發(fā)育時(shí)細(xì)胞命運(yùn)決定中的作用。
