非典型热休克因子HSF5参与减数分裂机制：对男性不育的影响

　　

熊本大学的研究人员发现了一种新的热休克因子(HSF)，命名为HSF5，它在完成减数分裂和激活精子形成所必需的基因中起着至关重要的作用。这一发现为精子生成失败的潜在原因提供了有价值的见解，精子生成失败是男性不育的主要原因。此外，与其他典型的热休克因子不同，HSF5在非胁迫条件下的减数分裂过程中对雄性生殖产生起特殊作用，而热休克因子主要是在应激反应中调节基因表达。

在真核细胞分裂中，基因组信息在有丝分裂期间平均分配给子细胞，而在一种称为减数分裂的特殊类型的细胞分裂中，它被减半，这是生殖细胞产生所必需的。在男性生殖细胞中，精子的形成是在减数分裂完成后，由多个基因调控程序完成的。然而，控制减数分裂进程的机制和所涉及的特定转录因子仍然知之甚少，这对生殖医学，特别是男性不育提出了重大挑战。为了解决这些空白，Kei-ichiro Ishiguro教授、Ryuki Shimada助理教授和他们的研究小组旨在阐明导致精子产生的男性减数分裂的调节机制，重点是识别和表征相关转录因子。

在之前的研究中，研究小组发现了一个减数分裂开关基因MEIOSIN，它激活了数百个参与精子形成的基因的表达(Ishiguro et al.， Dev Cell 2020)。在这些基因中，由于睾丸对热应激的敏感性，热休克因子成为感兴趣的焦点，因为它们的外部位置保持的温度比身体内部温度37摄氏度低3-4摄氏度。虽然HSF1、HSF2、HSF3、HSF4等热休克因子的主要作用已被明确，但HSF5的功能尚不清楚。“HSF5是否与其他热休克因子具有相似的功能，或者表现出完全不同的功能，这是一个有趣的问题，解决这个问题是我们研究的最初意图。”石黑浩教授解释道。

令人惊讶的是，与其他hsf对应激的反应不同，该研究表明HSF5在非应激条件下对男性生殖细胞减数分裂前期进程起着至关重要的作用。在精子发生过程中，HSF5在粗线期之后的进程中是必需的，它引导减数分裂程序完成并激活与精子形成相关的基因。

与其他转录因子一样，HSF5与DNA启动子结合，调节基因表达。HSF5的区别在于其独特的靶特异性。研究发现，它识别的结合基因启动子的DNA基序与其他典型HSF家族转录因子结合的DNA基序不同。

所有这些发现都强调了HSF5在男性减数分裂前期基因表达中的非典型作用。

这项研究的结果在小鼠实验中得到了验证，关键是认识到HSF5也存在于人类中。鉴于人类不育的许多潜在原因，特别是在生精失败的情况下，仍然难以捉摸，本研究的发现有望对理解男性不育的发病机制做出重大贡献。