[发明专利]ASXL2在高原低氧下调控精子形成基因表达中的应用

说明书

本发明公开了ASXL2在高原低氧下调控精子形成基因表达中的应用，涉及细胞工程和基因工程技术领域。本发明预测了ASXL2基因差异表达同时存在于圆形精细胞与精子，低氧抑制精子ASXL2基因转录；低氧下ASXL2与CEP162启动子结合减少；此外，常氧与低氧下ASXL2与EZH2均相互结合。本发明还预测了常氧下ASXL2通过招募EZH2至核小体，继而催化CEP162和ARHGEF18等过渡区组装分子的基因相关的核小体组蛋白H3发生H3K27me3修饰，进一步抑制CEP162与ARHGEF18基因转录与鞭毛末段过渡区组装和低氧AST；但是低氧抑制ASXL2基因表达，其作用机制与常氧相反，最终导致低氧AST。

技术领域

本发明涉及细胞工程和基因工程技术领域，更具体地说，它涉及ASXL2在高原低氧下调控精子形成基因表达中的应用。

背景技术

我国拥有世界上面积最大、海拔最高、居住人口最多的高原，高原地区常住人口6000～8000万，是我国社会经济发展的重要地区和戍守边疆的前沿阵地。高原低氧(低张性缺氧)环境对男性生殖功能有显著负面影响，大量关于人类、羊驼、大鼠与小鼠精子(Elongating spermatid/Spermatozoa，也称为长形精子)尾部畸形现象已有报道。

高原低氧可引起精子尾部畸形(Abnormality of the spermatozoa tail，AST)，造成精子前向运动能力降低，损害高原男性生殖健康，严重者可导致男性不育。AST是弱畸形精子症的一个亚型，也称为鞭毛多形态异常，表现为无鞭毛、短鞭毛、卷曲鞭毛、弯曲鞭毛和/或不规则鞭毛口径的异常鞭毛表型，是导致精子活动能力严重受损的重要原因。已有研究表明，低氧男性移居者和模型动物出现AST，导致精子活力下降，精子穿透卵母细胞率降低。此前的研究发现，小鼠在模拟海拔5800米(约10％氧含量)低氧环境暴露10周后，成熟精子的鞭毛容易发生口径不规则等类似于AST表型，进一步检测发现精子前向运动活力与精子穿透卵母细胞率降低。

由此可知，高原低氧环境容易引发小鼠引发小鼠AST表型，但目前尚无低氧对精子形成过程影响的系统性分子机制研究，也未有关于有效防治高原低氧环境引起的精子尾部畸形的有效措施，因此深入研究高原低氧AST的表观遗传机制，探索有效控制AST发生的策略，对于设计高原男性生殖防治措施具有十分重要的意义，对于我国高原地区的经济和国防建设也有重大意义。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供ASXL2在高原低氧下调控精子形成基因表达中的应用，为高原低氧环境引起的精子尾部畸形的治疗提供了新的思路。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：ASXL2基因调控精子形成基因表达在制备防治精子尾部畸形药物中的应用。

所述ASXL2基因招募PRC2复合物后与PRC2复合物中的催化亚基EZH2结合形成ASXL2-EZH2复合体，ASXL2-EZH2复合体抑制过渡区组装分子的表达以减少精子尾部畸形的发生。

所述过渡区组装分子包括CEP162基因和ARHGEF18蛋白。

所述ASXL2-EZH2复合体通过对靶基因CEP162相关组蛋白进行H3K27me3修饰直接参与过渡区组装分子的表达调控。

所述ASXL2基因结合到CEP162基因启动子上游-200bp至1bp的点位上。

所述精子为人类、羊驼、大鼠与小鼠精子中的任意一种。

所述精子为精原干细胞、精母细胞、圆形精细胞、成熟精子中的任意组合。

本发明通过对单细胞测序结果的进一步的分析发现，在精子差异表达基因中，CEP162(QN1/KIAA1009，162kDa中心粒蛋白)、ARHGEF18(SA-RhoGEF/Rho-鸟嘌呤核苷酸交换因子)高度富集，且低氧上调精子CEP162基因与ARHGEF18的mRNA水平。