Tdrd6,也称为Tudor domain-containing protein 6,是一种在男性生殖细胞中特异性表达的蛋白质。Tdrd6基因编码的蛋白质主要定位于染色质小体(chromatoid bodies,CBs),这是在精子发生过程中形成的特异性细胞器,参与RNA存储和小RNA的加工。Tdrd6在精子发生中起着至关重要的作用,它对于染色质小体的结构、精子的成熟和精子形成过程中mRNA的表达和调控至关重要。
Tdrd6的突变与人类的少精子症、弱精子症和畸形精子症(oligoasthenoteratozoospermia,OAT)相关。在人类中,Tdrd6基因的双等位基因变异已被发现与OAT的发生有关。这些变异包括无义突变和错义突变,它们导致蛋白质功能的丧失或改变。例如,一个38岁的男性患者在一个近亲家族中被发现携带TDRD6基因的纯合子变异c.1259A>G:p.Y420C,这个变异与低精子密度、异常精子形态和精子不动性相关[2]。此外,Tdrd6基因的变异还与早期胚胎发育停滞相关,这可能是由于精子中的Tdrd6变异导致卵母细胞激活缺陷(oocyte activation deficiency,OAD),进而影响胚胎的基因表达和发育[1]。
在分子水平上,Tdrd6蛋白与染色质小体中的其他蛋白质相互作用,如Mili和Miwi,这些蛋白质都是Tudor结构域蛋白家族的成员,并参与piRNA的生物发生。Tdrd6的缺乏会导致染色质小体的结构破坏,以及精子成熟过程中的RNA代谢异常[3]。此外,Tdrd6还与无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)途径相关,NMD是细胞中调控mRNA稳定性和降解的重要机制之一。Tdrd6的缺乏会影响NMD途径中的关键蛋白质UPF1和UPF2的定位和功能,进而影响mRNA的降解和稳定性[4]。
除了在精子发生中的作用,Tdrd6基因的表达和功能在进化上也具有重要的意义。例如,在日本比目鱼(Paralichthys olivaceus)中,Tdrd6基因的表达在雄性生殖细胞中显著上调,表明它在精子的形成中发挥着重要作用[6]。此外,在貉(Nyctereutes procyonoides)中,Tdrd6基因的变异可能与其高繁殖能力相关[5]。
综上所述,Tdrd6是一种在精子发生和生殖过程中发挥着重要作用的蛋白质。它的表达和功能的改变与人类的少精子症、弱精子症和畸形精子症相关,并对早期胚胎发育产生负面影响。Tdrd6的突变和功能研究有助于深入理解生殖过程的分子机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Hu, Zhijie, Zhang, Yuqi, Cai, Renfei, Kuang, Yanping, Lu, Xuefeng. 2025. Altered zygotic gene expression caused by sperm with Tdrd6 variants disrupts early embryonic development. In MedComm, 6, e70038. doi:10.1002/mco2.70038. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39764564/
2. Sha, Yan-Wei, Wang, Xiong, Su, Zhi-Ying, Yin, Chenghong, He, Xue-Mei. 2018. TDRD6 is associated with oligoasthenoteratozoospermia by sequencing the patient from a consanguineous family. In Gene, 659, 84-88. doi:10.1016/j.gene.2018.03.040. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29551503/
3. Vasileva, Ana, Tiedau, Daniela, Firooznia, Adriana, Müller-Reichert, Thomas, Jessberger, Rolf. 2009. Tdrd6 is required for spermiogenesis, chromatoid body architecture, and regulation of miRNA expression. In Current biology : CB, 19, 630-9. doi:10.1016/j.cub.2009.02.047. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19345099/
4. Fanourgakis, Grigorios, Lesche, Mathias, Akpinar, Müge, Dahl, Andreas, Jessberger, Rolf. 2016. Chromatoid Body Protein TDRD6 Supports Long 3' UTR Triggered Nonsense Mediated mRNA Decay. In PLoS genetics, 12, e1005857. doi:10.1371/journal.pgen.1005857. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27149095/
5. Lan, Tianming, Li, Haimeng, Yang, Shangchen, Liu, Huan, Hou, Zhijun. 2022. The chromosome-scale genome of the raccoon dog: Insights into its evolutionary characteristics. In iScience, 25, 105117. doi:10.1016/j.isci.2022.105117. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36185367/
6. Wang, Bo, Wang, Huizhen, Song, Haofei, Zhang, Quanqi, Cheng, Jie. 2019. Evolutionary significance and regulated expression of Tdrd family genes in gynogenetic Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). In Comparative biochemistry and physiology. Part D, Genomics & proteomics, 31, 100593. doi:10.1016/j.cbd.2019.05.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31125834/