新闻网讯 2月16日，同济医学院生殖健康研究所袁水桥教授、王晓莉副教授团队在Cell子刊Cell Reports杂志上在线发表了题为“hnRNPA2B1 represses the disassembly of arsenite-induced stress granules and is essential for male fertility”的最新研究成果。该研究揭示了hnRNPA2B1在调控生理性应激颗粒和病理性应激颗粒解聚过程中的保守作用，发现其缺失可特异性加快亚砷酸盐诱导应激颗粒的解聚速度，并主要依赖于泛素化-蛋白酶体系统，而非自噬途径。同时，该研究发现小鼠中敲除Hnrnpa2b1可导致唯支持细胞综合征（Sertoli cell-only syndrome，SCOS）发生，进而引起雄性小鼠完全不育，并发现敲除小鼠睾丸支持细胞中的应激颗粒的解聚速度也同样加快。

真核细胞中，对环境和生物胁迫（如热休克、氧化应激、病毒感染、渗透应激、紫外线照射或冷休克）的反应机制之一是形成应激颗粒（Stress granules，SGs）。SGs是细胞质中含有mRNA和蛋白质的无膜聚集体，能够协调细胞生长和代谢以应对环境变化，从而使细胞适应外界应激源。SGs的异常调控已被证实和多种疾病有关，包括生殖、衰老和神经退行性疾病等。目前，SGs的组成成份和组装过程已有较多研究，但调控SGs解聚的分子机制以及其在雄性生殖中的作用仍不清楚。

袁水桥教授课题组发现RNA结合蛋白SERBP1可通过调节26S蛋白酶体活性和G3BP1泛素化的机制，促进体细胞和生殖细胞中的应激颗粒（SG）清除，并可保护热激条件下的雄性生殖细胞损伤（Wang F, et al. Research, 2023）。为进一步研究应激颗粒在雄性生殖细胞的生理功能及形成/解聚机制，课题组筛选出了核不均一核糖核蛋白hnRNPA2B1，发现在正常情况下hnRNPA2B1主要定位于细胞核，而在应激条件下，其可定位于与多种刺激诱导的应激颗粒上。在HeLa细胞中，敲除hnRNPA2B1不影响细胞质中亚砷酸盐或热应激诱导的应激颗粒的形成过程，但在去除压力的恢复期，敲除细胞中应激颗粒的解聚速度明显加快，说明hnRNPA2B1能够调控应激颗粒的解聚过程。通过进一步的研究发现，虽然敲除细胞中自噬水平发生了异常，但是hnRNPA2B1调控应激颗粒的解聚过程并不依赖于自噬过程，而是经由泛素化-蛋白酶体途径。

课题组发现hnRNPA2B1能够通过其C端结构域与多个应激颗粒核心蛋白相互作用，包括在G3BP1、USP10和Caprin-1等，并且其相互作用不依赖于RNA。在亚砷酸盐应激条件下，hnRNPA2B1的缺失导致G3BP1-USP10以及G3BP1- Caprin-1之间的相互作用减弱，并且G3BP1的泛素化水平升高。为了研究G3BP1泛素化水平异常的原因，研究人员着重研究了G3BP1-USP10的关系，发现USP10作为一个去泛素化酶，G3BP1是其底物，USP10可调控G3BP1的去泛素化。值得注意的是，在hnRNPA2B1缺失后，FUS蛋白的病理突变体FUS-R521C从应激颗粒上解聚的速度也明显加快,说明hnRNPA2B1在清除生理性和病理性应激颗粒中的高度保守作用。这一结果表明，在分子水平上，hnRNPA2B1能够和G3BP1相互作用，影响G3BP1和其它蛋白的相互作用强度及其泛素化水平，进而调空应激颗粒的解聚过程。

课题组进一步研究发现hnRNPA2B1高表达于雄性小鼠睾丸细胞中，包括支持细胞、精母细胞和圆形精子细胞。通过构建Hnrnpa2b1敲除小鼠模型，发现Hnrnpa2b1敲除小鼠生长发育情况没有明显异常，但是雄性小鼠表现为唯支持细胞综合征，最终完全不育。从野生型和敲除小鼠睾丸中纯化支持细胞后，用亚砷酸盐诱导应激颗粒，发现与HeLa细胞中的结果相似，且应激颗粒在hnRNPA2B1缺失的支持细胞中，解聚速度也明显变快。

该研究通过细胞敲除和小鼠敲除模型，揭示了hnRNPA2B1调控应激颗粒解聚的分子机制，以及其在雄性生殖中的重要调控作用，为由应激压力异常所致的疾病和男性不育提供了潜在的诊疗思路。

hnRNPA2B1调控应激颗粒解聚和精子发生的模式图

同济医学院生殖健康研究所王晓莉副教授、硕士研究生范旭、博士研究生张进、王凤丽副教授为该论文的共同第一作者，袁水桥、王晓莉为该论文的共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金项目、华中科技大学基础研究计划的大力支持。

原文链接：

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00097-4