人类巨噬细胞反复暴露于来自房屋灰尘的PM2.5(SRM 2585)所引起的炎症效应部分是可逆的,这些效应会干扰LPS/CD14信号通路

《Cellular Immunology》:The inflammatory effects of a repeated exposure of human macrophages to PM 2.5 from house dust-SRM 2585 are partially reversible and disrupt the LPS/CD14 signaling pathways

【字体: 时间:2025年11月13日 来源:Cellular Immunology 2.9

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  LSM14A在雄性小鼠精子发生中的作用及其补偿机制研究,通过条件敲除证实LSM14A对精子发生和生育能力非必需,其功能可能被LSM家族其他成员补偿,且不影响P-body形成和精子基本功能。

  LSM蛋白家族是一类重要的RNA结合蛋白(RBPs),它们在RNA代谢过程中发挥关键作用。这些蛋白在不同物种中具有高度的保守性,并且参与多种细胞过程,包括mRNA剪接、核糖体生物合成、RNA加工以及mRNA降解等。LSM14A作为LSM家族的一个成员,尤其在小鼠中被称为Lsm14a,其功能主要体现在细胞质中的加工体(P-bodies)中。P-bodies是细胞内重要的RNA加工和储存场所,它们在RNA的降解、翻译调控和运输中起着关键作用。LSM14A在小鼠的睾丸中表达,并定位于从精原细胞到延长型精子细胞的生殖细胞的细胞质中。这一发现表明,LSM14A可能在精子的形成过程中扮演一定的角色。

然而,尽管LSM14A在RNA代谢中具有广泛的功能,目前对其在雄性生殖器官中的表达模式及其与雄性生育之间的功能关系仍缺乏系统研究。为了探索LSM14A在雄性生殖中的作用,研究团队通过基因编辑技术构建了生殖细胞特异性Lsm14a条件性敲除(cKO)小鼠模型。在该模型中,Lsm14a基因在雄性生殖细胞中被特异性地敲除,而其他组织中则保持正常表达。实验结果显示,Lsm14a cKO雄性小鼠在生长、发育和生育能力方面均未表现出异常。睾丸组织的组织学分析表明,尽管Lsm14a缺失,但精子发生过程仍然正常进行,生精小管的结构也未受到明显影响。此外,Lsm14a cKO精子在形态、顶体完整性以及运动能力方面均未发现异常。

这一结果令人意外,因为许多其他LSM蛋白在RNA代谢中具有不可或缺的作用。然而,Lsm14a cKO小鼠中并未观察到P-body的形成受到明显影响,这提示在Lsm14a缺失的情况下,其他LSM家族成员可能通过遗传补偿机制来维持其功能。遗传补偿是指在某一基因缺失后,其他基因通过上调表达或改变功能来弥补其缺失带来的影响。这一现象在许多基因敲除研究中都有报道,尤其是在涉及关键调控因子的基因时。LSM蛋白家族的成员之间可能存在高度的功能冗余,这使得单一成员的缺失不会导致整体功能的丧失。

LSM蛋白在雄性生殖中的作用尤为复杂。在精子发生过程中,这些蛋白不仅参与RNA的加工和降解,还影响精子的形态、运动能力以及最终的受精能力。例如,LSM1–7复合体通过调控小RNA的加工和成熟,对精子的形态完整性及运动能力产生重要影响。这一复合体在精子发生过程中还参与微小RNA(miRNA)的生成和稳定性调控,表明LSM蛋白在精子形成中的多方面作用。此外,LSM蛋白的突变或功能障碍已被证实与不育表型密切相关。在一些研究中,LSM蛋白的异常表达与雄性生殖功能障碍之间存在显著关联,特别是在与miRNA表达相关的调控网络中,LSM蛋白的异常可能影响精子的生成和功能。

LSM14A在雄性生殖中的具体作用仍需进一步研究。尽管其在P-bodies中的表达已被证实,但其在精子形成中的具体机制尚未完全阐明。此外,LSM14A在其他组织中的功能也值得探讨。例如,LSM14A在T细胞受体信号通路中的作用已被部分研究,且其在肿瘤中的表达可能影响免疫反应。在肝癌细胞中,LSM14A的过表达被发现可以显著抑制细胞的增殖和侵袭能力,这提示其可能在某些癌症类型中具有潜在的治疗价值。在胶质母细胞瘤中,LSM14A通过稳定细胞质中的DDX5蛋白,并调控CDK4和P21的水平,影响细胞周期的进程。这一发现表明,LSM14A可能在某些肿瘤中作为治疗靶点。

此外,LSM14A在树突状细胞中的作用也值得关注。在树突状细胞中,Lsm14a的缺失会导致核内前mRNA的加工受阻,进而影响抗病毒的先天和适应性免疫反应。这提示LSM14A在免疫系统中的重要性,尤其是在识别和响应病原体的过程中。LSM14A还被发现能够作为模式识别受体,通过诱导IFN-β信号并抑制炎症反应,来对抗猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的复制。这进一步表明,LSM14A在免疫调控中的多方面作用。

在细胞周期调控中,LSM14A也表现出一定的功能。例如,LSM14A在卵母细胞中与纺锤体结构相关,并可能影响细胞周期的进程。这一发现提示,LSM14A在细胞分裂和发育过程中可能具有重要作用。然而,目前对其在雄性生殖细胞中的具体作用仍缺乏深入研究。

为了更全面地理解LSM14A在雄性生殖中的功能,研究团队首先对LSM14A的表达模式进行了系统分析。通过从多种小鼠组织中提取RNA,研究团队评估了Lsm14a基因的转录水平。结果表明,Lsm14a基因在多种组织中均有表达,且在睾丸发育的不同阶段(从出生后第0天到成年)均保持稳定表达。这提示Lsm14a可能在睾丸发育过程中具有持续的功能。此外,研究团队还通过免疫荧光染色对成年小鼠睾丸组织进行了分析,进一步确认了Lsm14a在生殖细胞中的表达位置。

在构建Lsm14a cKO小鼠模型后,研究团队对雄性小鼠的生殖表型进行了系统的分析。结果显示,Lsm14a的缺失并未影响精子的发生能力或雄性生育能力。这一结果表明,Lsm14a在雄性生殖中可能并非不可或缺。然而,这一结论是否适用于所有物种,仍需进一步验证。此外,Lsm14a的缺失是否会影响其他RNA代谢过程,如mRNA的加工、降解或运输,仍需进一步研究。

在研究过程中,研究团队还发现,Lsm14a cKO小鼠的P-body形成并未受到明显影响。这一结果可能表明,Lsm14a的缺失被其他LSM蛋白所补偿。这种遗传补偿机制在许多基因敲除研究中都有报道,尤其是在涉及关键调控因子的基因时。LSM蛋白家族成员之间可能存在高度的功能冗余,使得某一成员的缺失不会导致整体功能的丧失。因此,Lsm14a在雄性生殖中的功能可能与其他LSM蛋白共享,从而维持了正常的精子发生和生育能力。

LSM蛋白家族的结构特征也值得关注。这些蛋白通常具有一个保守的结构域,称为Sm样结构域。该结构域在空间排列上形成了一个特殊的结合界面,优化了其与RNA的相互作用。这一特性使得LSM蛋白在RNA代谢过程中具有高度的特异性。此外,Sm样结构域包含高度保守的氨基酸序列,这些序列对于维持蛋白结构的稳定性及RNA结合能力至关重要。因此,LSM蛋白的结构特征可能与其功能密切相关。

在RNA代谢的多种过程中,LSM蛋白发挥着重要作用。例如,LSM蛋白参与mRNA的降解、运输及局部翻译,这些过程对于维持细胞功能至关重要。此外,LSM蛋白还与多种RNA结合蛋白相互作用,共同调控RNA的代谢。这一现象在许多研究中都有报道,表明LSM蛋白在RNA代谢中的功能网络非常复杂。

LSM蛋白家族的成员在不同组织和细胞类型中可能具有不同的功能。例如,某些LSM蛋白在免疫系统中发挥作用,而另一些则在生殖细胞中起关键作用。这种功能的多样性可能与其在不同细胞环境中的表达模式及相互作用有关。因此,研究LSM蛋白家族成员在不同组织中的功能,对于理解其在整体生物过程中的作用具有重要意义。

总的来说,LSM14A在雄性生殖中的具体作用仍需进一步研究。尽管其在P-bodies中的表达已被证实,但其在精子发生过程中的具体机制尚未完全阐明。此外,Lsm14a的缺失是否会影响其他RNA代谢过程,如mRNA的加工、降解或运输,仍需进一步探索。然而,目前的研究表明,Lsm14a在雄性生殖中可能并非不可或缺,其功能可能被其他LSM蛋白所补偿。这一发现为理解LSM蛋白家族在雄性生殖中的作用提供了新的视角,并可能为相关疾病的治疗提供新的思路。
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