Mol Ther-Nucl Acids丨锐博miRNA动物用产品助力揭示miR-300-3p在睾丸间质细胞功能和分化中的作用_公司新闻

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Mol Ther-Nucl Acids丨锐博miRNA动物用产品助力揭示miR-300-3p在睾丸间质细胞功能和分化中的作用

人阅读发布时间：2023-04-10 10:19

成人睾丸间质细胞（ALCs）位于哺乳动物睾丸间质中，是睾酮产生的主要来源。睾酮在男性生殖发育、精子发生和维持第二性征中起着关键作用。在出生后发育过程中，ALCs来源于干细胞睾丸间质细胞（SLC）。ALCs和SLCs之间有两个瞬时阶段，在出生后第21天称为祖细胞睾丸间质细胞（PLC），在出生后第28天-35天之间称为未成熟睾丸间质细胞（ILC）。在青春期，需要PLCs的增殖来增加LCs的数量。PLCs产生少量的睾酮，但是当PLCs分化为ALCs时，睾酮的产生会增加。LC功能障碍导致男性生殖疾病，包括睾酮缺乏、原发性性腺功能减退和无精子发生。

睾酮合成依赖于下丘脑-垂体-睾丸（HPT）轴。下丘脑冲动分泌促性腺激素释放激素（GnRH），刺激垂体分泌促性腺激素-促黄体生成素（LH）。LH与LCs表面的LH受体（LHCGR）结合以激活腺苷酸环化酶（cAMP），导致刺激睾酮产生的级联反应。LH对男性LC成熟、睾酮合成、精子发生和性器官发育都很重要。LH受体基因的破坏可导致LC数量和睾酮水平的急剧下降。此外，类固醇合成蛋白，包括StAR（类固醇激素合成急性调节蛋白）、CYP11A1（细胞色素 P450 家族成员11A1）、CYP17A1（17α-羟化酶）、HSD3β1（3-β-羟基类固醇脱氢酶）和HSD17β（17β羟基类固醇脱氢酶）的转录调控在LCs功能中也起着重要作用。

MicroRNAs（miRNAs）通过结合到mRNA的3'非翻译区（3'UTR）或编码序列（CDS）与靶基因相互作用，并已在睾丸中被鉴定和表征。最近的研究表明，miRNAs是重要的转录后调节因子，在睾丸的发育和功能中起着关键作用。多个miRNAs参与了LCs中发生的类固醇激素合成。事实上，miRNA表达谱显示在PLC分化为ALCs的过程中存在显著变化，其中miR-199-5p、miR-29a-3p、miR-29b-3p、miR-29c-3p和miR-7a-5p抑制睾酮合成。例如，miR-1197-3p通过靶向山羊LCs中的PPARGC1A（过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α）来调节睾酮生成，而三氯生（TCS）诱导的miR-142-5p抑制CYP17A1，从而下调睾酮水平。这些研究表明，miRNAs在LCs雄激素的合成和发育中起着重要作用；然而，miRNAs在LC调控中的功能和机制在很大程度上仍然未知。

先前的研究表明，miR-300-3p在细胞增殖、分化、肿瘤发生和转移中起调节作用。然而，miR-300-3p在LCs分化和睾酮合成中的作用尚未报道。近日，Molecular Therapy-Nucleic Acids（IF10.183）期刊发表了一篇题为The role of the miR-300-3p in Leydig cell function and differentiation: a potential therapeutic target for obesity-related testosterone deficiency的研究论文。报道了miR-300-3p在LC分化和功能中起着关键作用，暗示其可能是肥胖相关睾酮缺乏症的一个有前景的诊断或治疗靶点。

本研究发现miR-300-3p的表达在祖细胞睾丸间质细胞（PLCs）向成人睾丸间质细胞（ALCs）分化的过程中发生了显著变化。miR-300-3p在PLCs中的高表达分别通过靶向Sf-1（steroidogenic factor-1）和转录因子FoxO1（forkhead box O1）基因来抑制睾酮生成并促进PLC增殖。随着PLCs分化为ALCs，miR-300-3p表达水平显著降低，通过上调SF-1和FoxO1表达促进睾酮生物合成，抑制ALCs增殖。

Fig1. miR-300-3p直接靶向Sf-1抑制睾酮的产生

为了进一步研究miR-300-3p是否抑制体内睾酮的产生，研究人员将miR-300-3p agomir和antagomir注射到成年小鼠睾丸间质中，同时给对照小鼠注射PBS，mock对照小鼠注射相应的scrambled miRNAs。结果证实了miR-300-3p分别通过靶向SF-1和FoxO1来调节睾酮合成和LC增殖。成年男性睾丸中miR-300-3p的过表达可能导致LCs中睾酮分泌功能障碍。

Fig2. miR-300-3p在体内的功能

机制研究发现，LH/METTL3/SMURF2/SMAD2级联途径控制miR-300-3p的表达，其中黄体生成素（LH）通过甲基转移酶样3（METTL3）介导的Smurf2 N6-甲基腺苷修饰上调SMAD 特异性 E3 泛素蛋白连接酶 2（SMURF2）的表达。然后，Smurf2通过抑制SMAD家族成员2（SMAD2）与miR-300启动子的结合来抑制miR-300的转录。

Fig3. 在LCs中介导睾酮合成的LH/METTL3/SMURF2/SMAD2/miR-300-3p轴示意图

值得注意的是，miR-300-3p与男性肥胖相关的睾酮缺乏有关，研究表明miR-300-3p的异常高表达可能是肥胖相关睾酮缺乏的重要调节因子。进一步的研究发现，使用miR-300-3p抑制剂处理HFD小鼠（每周1次，连续4周）有效地挽救了肥胖小鼠的睾酮缺乏。暗示miR-300-3p是睾酮缺乏症的潜在治疗靶点。