HUWE1通过泛素化降解WT1调控支持细胞极性建立的分子机制及其在男性不育中的作用

本研究针对支持细胞极性建立异常导致男性不育的机制问题，揭示了E3泛素连接酶HUWE1通过泛素化降解转录因子WT1调控支持细胞极性的关键作用。研究人员利用条件性基因敲除小鼠模型结合蛋白质组学分析，发现HUWE1缺失导致WT1蛋白异常积累，进而破坏细胞骨架和粘附分子表达，诱发上皮-间质转化（EMT）。该研究为男性不育的分子诊断提供了新靶点，发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。

　　

精子发生是一个高度协调的生物学过程，其成功进行不仅依赖于生殖细胞自身机制，更需要支持细胞提供的特殊微环境。作为睾丸中的"保姆细胞"，支持细胞通过建立顶端-基底极性来维持血睾屏障功能，并为生殖细胞发育提供营养支持。然而，支持细胞极性建立的分子调控机制尚不完全清楚，这成为男性不育领域亟待解决的关键科学问题。

中国科学院动物研究所的研究团队发现，X染色体编码的E3泛素连接酶HUWE1在支持细胞中高表达。通过构建支持细胞特异性Huwe1条件性敲除（CKO）小鼠模型，研究人员观察到敲除鼠出现睾丸萎缩、生精小管结构紊乱和完全无精症的表型。深入分析发现，Huwe1缺失导致支持细胞极性丧失，表现为细胞核无法定位于基底膜，同时细胞连接蛋白ZO1表达下降而上皮-间质转化标志物（如SNAI1/2、TWIST）异常升高。

蛋白质组学分析揭示了一个关键发现：Huwe1缺失导致Wilms肿瘤蛋白（WT1）显著积累。WT1是支持细胞发育的核心转录因子，其蛋白水平异常升高会破坏细胞极性建立。研究人员通过构建支持细胞特异性Wt1过表达（OE）小鼠，重现了与Huwe1 CKO相似的生精缺陷表型。更引人注目的是，在Huwe1 CKO小鼠中删除一个Wt1等位基因可部分挽救生精障碍。分子机制研究表明，HUWE1通过其HECT结构域与WT1直接相互作用，并在K320和K444位点介导WT1的泛素化降解。

该研究主要采用以下技术方法：1）支持细胞特异性基因敲除和过表达小鼠模型的构建与表型分析；2）免疫共沉淀（Co-IP）和泛素化实验验证蛋白互作；3）定量蛋白质组学筛选差异表达蛋白；4）原代支持细胞分离培养和药物处理实验。

Huwe1在支持细胞中高表达且敲除导致生精障碍
免疫荧光显示HUWE1在SOX9阳性支持细胞核内高表达。Huwe1 CKO小鼠睾丸体积缩小60%，生精小管中支持细胞无序分布，附睾中完全缺乏成熟精子。

Huwe1缺失破坏支持细胞极性建立
发育轨迹分析显示，正常支持细胞在出生后3周完成向基底膜的迁移，而Huwe1 CKO小鼠的支持细胞始终滞留于小管中央。Western blot检测发现极性相关蛋白ZO1、β-连环蛋白（CTNNB1）和波形蛋白（VIMENTIN）表达异常。

WT1是HUWE1的泛素化底物
质谱分析鉴定出WT1在Huwe1缺失支持细胞中上调1.4倍。Co-IP证实HUWE1与WT1存在物理相互作用，体外泛素化实验显示HUWE1可介导WT1的多聚泛素化修饰。点突变实验确定K320和K444为关键泛素化位点。

Wt1过表达重现Huwe1缺失表型
Wt1 OE小鼠睾丸中出现支持细胞极性紊乱和精子形成阻滞，但表型较Huwe1 CKO轻微。双重突变体（K320S&K444S）完全阻断WT1泛素化，证实这两个位点的关键作用。

这项研究首次阐明了HUWE1-WT1调控轴在支持细胞极性建立中的核心作用，为理解男性不育的分子机制提供了新视角。研究发现HUWE1通过精确调控WT1蛋白稳定性来维持支持细胞极性，这种调控失衡会导致血睾屏障破坏和生精微环境紊乱。该成果不仅为男性不育的诊断提供了潜在生物标志物（HUWE1和WT1），其揭示的泛素化调控机制也为开发新型男性避孕药物提供了理论依据。值得注意的是，研究还发现WT1蛋白水平存在严格的双向调控要求——过高或过低都会导致支持细胞功能障碍，这种"Goldilocks效应"为理解细胞命运决定的精确调控提供了范例。