《Journal of Genetics and Genomics》：SYMPK interacts with KIF20A and NUMA1 to coordinate spindle organization and safeguard oocyte meiotic maturation
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SYMPK通过调控KIF20A和NUMA1的定位，协调无中心体纺锤体组装，确保卵子减数分裂成熟，其缺失导致小鼠完全不孕和MI期阻滞。
作者：陈蓓、周莫凡、王佳琪、肖金鑫、陈一荣、王金英、何文琳、宋天宝、罗金、谢青珍、刘聪
单位：武汉大学人民医院生殖医学中心，中国湖北省武汉市430060
摘要
哺乳动物卵母细胞的成熟依赖于无中心体纺锤体的精确组装，其组装过程中的紊乱会导致非整倍体和发育失败。Sympkin（SYMPK）是一种3′端加工支架蛋白，在调控染色体动态方面具有新功能，但在卵母细胞中的作用尚未被充分研究。本研究探讨了SYMPK是否在减数分裂成熟过程中调控纺锤体动态和染色体稳定性。我们发现，在卵母细胞发生生殖泡破裂（GVBD）后，SYMPK会动态地与纺锤体微管相互作用。通过构建卵母细胞特异性的Sympk敲除小鼠，发现SYMPK的缺失会导致完全的不孕和卵母细胞质量下降。Sympk缺陷的卵母细胞主要停留在减数第一次分裂（MI）阶段，同时纺锤体结构紊乱，着丝粒与微管的连接不稳定。此外，染色体排列异常表明纺锤体组装检查点（SAC）持续激活，而药物抑制SAC可以在一定程度上恢复减数分裂进程，但无法恢复纺锤体的完整性。免疫沉淀-质谱分析显示，SYMPK与纺锤体调节蛋白KIF20A和NUMA1相互作用，并且这些蛋白的准确定位依赖于SYMPK。综上所述，SYMPK通过支持KIF20A和NUMA1来协调无中心体纺锤体的组装，从而保障卵母细胞的减数分裂成熟和染色体的准确分离。
引言
哺乳动物卵母细胞的减数分裂成熟是一个基本过程，它将二倍体前体细胞转化为单倍体雌性配子（Sanders和Jones，2018）。正确的纺锤体组装对于染色体在连续减数分裂过程中的精确排列和分离至关重要（Bennabi等人，2016）。与有丝分裂细胞不同，卵母细胞缺乏典型的中心体，而是通过由无中心体微管组织中心（aMTOCs）启动的自组织微管网络来形成纺锤体（Schuh和Ellenberg，2007；Clift和Schuh，2015；So等人，2019）。这种无中心体的机制使得纺锤体组装变得非常复杂，且高度依赖于微管生成、稳定和组织的精确调控（Holubcova等人，2015）。这些过程中的错误可能导致减数分裂停滞、非整倍体以及卵母细胞发育能力受损，因此需要识别调控纺锤体组装的分子因子以确保减数分裂的准确性（Lee等人，2022；Li等人，2025；Zhang等人，2025）。
Sympkin（SYMPK）是一种保守的支架蛋白，主要因其参与mRNA的3′端加工而闻名，它将切割酶CPSF和切割刺激因子CSTF连接起来，从而确保mRNA前体的高效准确成熟（Barnard等人，2004；Neve等人，2017）。除了这一经典功能外，SYMPK还通过与其RNA无关的机制在多种细胞过程中发挥多效性作用。在上皮细胞生物学中，SYMPK与紧密连接的关键结构成分ZO-1直接相互作用（Chang等人，2012），这种相互作用有助于形成稳定的SYMPK-ZO-1复合体，这对介导紧密连接的组装至关重要。SYMPK还调节干细胞增殖和肿瘤相关细胞行为：它直接结合多能性转录因子Oct4以促进胚胎干细胞的扩增（Yu等人，2019），并与转录调节因子ZONAB合作，在细胞去分化过程中增强与细胞周期相关的基因转录（Buchert等人，2010）。
值得注意的是，SYMPK逐渐被认识到是染色体动态的关键调节因子。通过siRNA介导的方法功能性敲低SYMPK会延长染色体从浓缩到后期的时间，导致染色体分离缺陷，从而影响肿瘤细胞的有丝分裂准确性（Cappell等人，2010）。这一在染色体调控中的作用也扩展到雄性生殖细胞的减数分裂：在SympK缺陷的雄性精子细胞中，减数第一次分裂期间的同源染色体联会受到严重影响，突显了其在雄性配子发生中的不可或缺的作用（Wu等人，2021）。尽管SYMPK在mRNA加工中的功能已被充分研究，但其在生殖细胞生物学中的其他作用仍存在许多未知之处，尤其是在哺乳动物卵母细胞发育和减数分裂中的作用仍需进一步探索。
在本研究中，我们证明了SYMPK在卵母细胞成熟过程中会动态地定位到纺锤体上。利用由Zp3-Cre驱动的卵母细胞特异性条件性敲除模型，发现SympK缺陷的雌性动物完全不孕。SYMPK的缺失显著破坏了卵母细胞的纺锤体结构，导致着丝粒与微管的连接不稳定，并触发持续的纺锤体组装检查点（SAC）激活，最终导致减数第一次分裂（MI）停滞。通过机制分析，我们发现了SYMPK与纺锤体相关蛋白KIF20A和NUMA1之间的直接相互作用，并证明SYMPK的缺失会干扰它们在减数分裂过程中的正确定位。综上所述，我们的研究结果表明SYMPK是哺乳动物卵母细胞减数分裂过程中纺锤体动态的关键调节因子。
数据可用性
原始数据已存储在中国国家生物信息中心（CNCB）数据库（
https://ngdc.cncb.ac.cn/gsub/），访问号为CRA035947。本研究未生成新的代码。如需更多信息或资源，请联系相应作者，我们将根据合理请求予以提供。
作者贡献声明
陈蓓：研究、数据管理、验证、正式分析、概念构建、初稿撰写。
周莫凡：研究、验证。
王佳琪和肖金鑫：研究、方法学设计。
陈一荣和王金英：研究、软件开发。
何文琳和宋天宝：方法学设计、软件开发、验证。
罗金、谢青珍：资源获取、资金争取、项目管理。
刘聪：项目管理、资金争取、撰写、审稿与编辑。
利益冲突
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了中央高校基本研究基金（2042024YXB002资助J.L.和2042023kf0023资助C.L.）、国家自然科学基金（82471636资助J.L.、82471669资助Q.-Z.X.和82301868资助C.L.）、湖北省联合基金（220172269资助C.L.）以及湖北省重点研发计划（2021BCA107资助Q.-Z.X.）的支持。作者感谢袁水桥教授提供的实验平台。
