:: دوره 23، شماره 3 - ( دوماه نامه 1398 ) ::
جلد 23 شماره 3 صفحات 308-317 برگشت به فهرست نسخه ها
نقش پروتئین Musashi در اسپرماتوژنز و ناباروری مردها
زهره طالبی یزدآبادی ، کیانوش درمیانی ، محبوبه فروزانفر ، لیانا لاچینانی ، مرضیه تولایی ، محمد حسین نصر اصفهانی*
پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست فناوری جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات پزشکی تولیدمثل، گروه زیست فناوری تولید مثل، اصفهان، ایران ، mh.nasr-esfahani@royaninstitute.org
چکیده:   (400 مشاهده)
سابقه و هدف: توقف رونویسی در طی دو مرحله از فرآیند اسپرماتوژنز اتفاق می­ افتد: بار نخست در اسپرماتوسیت­ هایی که وارد میوز اوّلیه می­ شوند و دیگری در اسپرماتیدهای کروی در حال طویل‌شدن. این مراحل متوقف ­شدن رونویسی نیازمند تنظیمات گسترده ­ی ترجمه هستند. بنابراین وجود کنترل بعد از رونویسی برای تنظیم بیان ژن ضروری به ­نظر می­ رسد. در مواردی که مکانیسم ­های کنترل پس از رونویسی عملکرد غیرطبیعی داشته باشند، فرآیند اسپرماتوژنز مختل می­ شود. پروتئین­ های متصل­ شونده به RNA نقش مهمّی در این مکانیسم­ ها دارند. یک گروه از این پروتئین‌ها متعلق به خانواده Musashi هستند که نقش مهمّی در اسپرماتوژنز دارند و هدف این مطالعه ­ی مروری، بررسی اهمیت این خانواده از پروتئین­ ها در طی فرآیند اسپرماتوژنز می­ باشد.
مواد و روش ­ها: این مطالعه یک مطالعه مروری است و انتخاب مقالات از طریق پایگاه­ های اطلاعاتی Google scholar،PubMed وScopus  بر اساس واژگان کلیدی صورت گرفت. سپس تمام مقالات انگلیسی­­ زبان مرتبط بین سال­ های 2018-1994 مورد بررسی قرار گرفتند.
نتایج: مطالعات متعددی نشان داده­اند که Musashi 1 در ابتدای اسپرماتوژنز نقش مهمّی در تکثیر اسپرماتوگونی­ ها و گنوسایت­ ها دارد، در حالی­ که در اواخر اسپرماتوژنز، این Musashi 2 است که در تمایز اسپرماتوسیت ­ها و اسپرماتید­ها نقشی حیاتی ایفا می­ نماید.
نتیجه ­گیری: پروتئین­ های Musashi در فرآیند اسپرماتوژنز نقش حیاتی دارند. در مدل­ های تراریخت که بیان پروتئین­ های Musashi  در آن­ها کاهش یافته یا متوقف شده است، نقایص پاتولوژیکی شدیدی از جمله غیرطبیعی‌بودن مورفولوژی اسپرم، آسیب DNA و کاهش قدرت باروری مشاهده شد.
واژه‌های کلیدی: اسپرماتوژنز، پارامتر­های اسپرمی، پروتئین ­های متصل ­شونده بهRNA، Musashi، ناباروری مردها
متن کامل [PDF 360 kb]   (62 دریافت)    
نوع مطالعه: مروري | موضوع مقاله: medicine, paraclinic
دریافت: ۱۳۹۷/۹/۲۵ | پذیرش: ۱۳۹۸/۲/۱۷ | انتشار: ۱۳۹۸/۵/۹
فهرست منابع
1. World Health Organization. WHO Laboratory manual for the examination and processing of human semen, 5th ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2010.
2. Esteves SC. Novel concepts in male factor infertility: clinical and laboratory perspectives. J Assist Reprod Genet 2016; 33(10): 1319-35.
3. Sutherland JM, Siddall NA, Hime GR, McLaughlin EA. RNA binding proteins in spermatogenesis: an in depth focus on the Musashi family. Asian J Androl 2015; 17(4): 529-36.
4. Bettegowda A, Wilkinson MF. Transcription and posttranscriptional reegulation of spermatogenesis. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2010; 365(1546): 1637-51.
5. Tavalaee M, Abbasi H, Deemeh MR, Fotohi F, Sadoughi Gilani MA, Nasr Esfahani MH. Semen parameters and chromatin packaging in microsurgical varicocelectomy patients. Int J Fertil Steril 2012; 6(3): 165-74.
6. Nasr-Esfahani MH, Razavi S, Mozdarani H, Mardani M, Azvagi H. Relationship between protamine deficiency with fertilization rate and incidence of sperm premature chromosomal condensation post-ICSI. Andrologia 2004; 36(3): 95-100.
7. Tavalaee M, Bahreinian M, Barekat F, Abbasi H, Nasr-Esfahani MH. Effect of varicocelectomy on sperm functional characteristics and DNA methylation. Andrologia 2015; 47(8): 904-9.
8. Tavalaee M, Razavi S, Nasr-Esfahani MH. Influence of sperm chromatin anomalies on assisted reproductive technology outcome. Fertil Steril 2009; 91(4): 1119-26.
9. Nasr-Esfahani MH, Razavi S, Tavalaee M. Failed fertilization after ICSI and spermiogenic defects. Fertil Steril 2008; 89(4): 892-8.
10. Nasr-Esfahani MH, Razavi S, Mardani M, Shirazi R, Javanmardi S. Effects of failed oocyte activation and sperm protamine deficiency on fertilization post-ICSI. Reprod Biomed Online 2007; 14(4): 422-9.
11. Gunter KM, McLaughlin EA. Translational control in germ cell development: A role for the RNA-binding proteins Musashi-1 and Musashi-2. IUBMB Life 2011; 63(9): 678-85.
12. Paronetto MP, Sette C. Role of RNA-binding proteins in mammalian spermatogenesis. Int J Androl 2010; 33(1): 2-12.
13. Idler RK, Yan W. Control of messenger RNA fate by RNA-binding proteins: an emphasis on mammalian spermatogenesis. J Androl 2012; 33(3): 309-37.
14. Venables JP, Eperon I. The roles of RNA-binding proteins in spermatogenesis and male infertility. Curr Opin Genet Dev 1999; 9(3): 346-54.
15. Nakamura M, Okano H, Blendy JA, Montell C. Musashi, a neural RNA-binding protein required for Drosophila adult external sensory organ development. Neuron 1994; 13(1): 67-81.
16. Sakakibara S, Imai T, Hamaguchi K, Okabe M, Aruga J, Nakajima K, et al. Mouse-Musashi-1, a neural RNA-binding protein highly enriched in the mammalian CNS stem cell. Dev Biol 1996; 176(2): 230-42.
17. Sakakibara S, Nakamura Y, Satoh H, Okano H. RNA-binding protein Musashi2: developmentally regulated expressionin neural precursor cellsand subpopulations of neurons in mammalian CNS. J Neurosci 2001; 21(20): 8091-107.
18. Good P, Yoda A, Sakakibara S, Yamamoto A, Imai T, Sawa H, et al. The human Musashi homolog 1 (MSI1) gene encoding the homologue of Musashi/Nrp-1, a neural RNA-binding protein putatively expressed in CNS stem cells and neural progenitor cells. Genomics 1998; 52(3): 382-4.
19. Yoda A, Sawa H, Okano H. MSI-1, a neural RNA-binding protein, is involved in male mating behaviour in Caenorhabditis elegans. Genes Cells 2000; 5(11): 885-95.
20. Okabe M, Imai T, Kurusu M, Hiromi Y, Okano H. Translational repression determines a neuronal potential in Drosophila asymmetric cell division. Nature 2001; 411(6833): 94-8.
21. Fox RG, Park FD, Koechlein CS, Kritzik M, Reya T. Musashi signaling in stem cells and cancer. Annu Rev Cell Dev Biol 2015; 31: 249-67.
22. de Andrés-Aguayo L, Varas F, Kallin EM, Infante JF, Wurst W, Floss T, et al. Musashi 2 is a regulator of the HSC compartment identified by a retroviral insertion screen and knockout mice. Blood 2011; 118(3): 554-64.
23. Kudinov AE, Karanicolas J, Golemis EA, Boumber Y. Musashi RNA-Binding Proteins as Cancer Drivers and Novel Therapeutic Targets. Clin Cancer Res 2017; 23(9): 2143-53.
24. Sakakibara S, Nakamura Y, Yoshida T, Shibata S, Koike M, Takano H, et al. RNA-binding protein Musashi family: roles for CNS stem cells and a subpopulation of ependymal cells revealed by targeted disruption and antisense ablation. Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99(23): 15194-9.
25. Cox JL, Wilder PJ, Gilmore JM, Wuebben EL, Washburn MP, Rizzino A. The SOX2-interactome in brain cancer cells identifies the requirement of MSI-2 and USP9X for the growth of brain tumor cells. PLoS One 2013; 8(5): e62857.
26. Kwon HY, Bajaj J, Ito T, Blevins A, Konuma T , Weeks J, et al. Tetraspanin 3 Is Required for the Development and Propagation of Acute Myelogenous Leukemia. Cell Stem Cell 2015; 17(2): 152-164.
27. Park SM, Deering RP, Lu Y, Tivnan P, Lianoglou S, Al-Shahrour F, et al. Musashi-2 controls cell fate, lineage bias, and TGF-β signaling in HSCs. J Exp Med 2014; 211(1): 71-87.
28. Imai T, Tokunaga A, Yoshida T, Hashimoto M, Mikoshiba K, Weinmaster G, et al. The neural RNA-binding protrotein Musashi1 translationally regulates mammalian numb gene expression by interacting with its mRNA. Mol Cell Biol 2001; 21(12): 3888-900.
29. Rezza A, Skah S, Roche C, Nadjar J, Samarut J, Plateroti M. The overexpression of the putative gut stem cell marker Musashi-1 induces tumorigenesis through Wnt and Notch activation. J Cell Sci 2010; 123(19): 3256–65.
30. Siddall NA, McLaughlin EA, Marriner NL, Hime GR. The RNA-binding protein Musashi is required intrinsically to maintain stem cell identity. Proc Natl Acad Sci USA 2006; 103(22): 8402-7.
31. Sutherland JM, Fraser BA, Sobinoff AP, Pye VJ, Davidson TL, Siddall NA, et al. Developmental expression of Musashi-1 and Musashi-2 RNA-binding proteins during spermatogenesis: analysis of the deleterious effects of dysregulated expression. Biol Reprod 2014; 90(5): 92.
32. Sutherland JM, Sobinoff AP, Fraser BA, Redgrove KA, Davidson TL, Siddall NA, et al. RNA binding protein Musashi-1 directly targets MSI-2 and Erh during early testis germ cell development and interacts with IPO5 upon translocation to the nucleus. FASEB J 2015; 29(7): 2759-68.
33. ErLin S, WenJie W, LiNing W, BingXin L, MingDe L, Yan S, et al. Musashi-1 maintains blood–testis barrier structure during spermatogenesis and regulates stress granule formation upon heat stress. Mol Biol Cell 2015; 26(10): 1947-56.
34. Danno S, Itoh K, Matsuda T, Fujita J. Decreased expression of mouse Rbm3, a cold-shock protein, in Sertoli cells of cryptorchid testis. Am J Pathol 2000; 156(5): 1685-92.
35. Durairajanayagam D, Agarwal A, Ong C. Causes, effects and molecular mechanisms of testicular heat stress. J Reprod Biomed Online 2015; 30(1): 14-27.
36. Tavalaee M, Bahreinian M, Barekat F, Abbasi H, Nasr-Esfahani MH. Effect of varicocelectomy on spermfunctional characteristics and DNA methylation. Andrologia 2015; 47(8): 904-9.
37. Bahreinian M, Tavalaee M, Abbasi H, Kiani-Esfahani A, Shiravi AH, Nasr-Esfahani MH. DNA hypomethylation predisposes sperm to DNA damage in individuals with varicocele. Syst Biol Reprod Med 2015; 61(4): 179-86.
38. Roque M, Esteves SC. Effect of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. Int Urol Nephrol 2018; 50(4): 583-603.
39. Sadeghi N, Tavalaee M, Nasr- Esfahani MH. A Cellular Perspective on the Importance of Oxidative Stress Effects on Sperm. J Ardabil Univ Med Sci 2018; 18 (1): 7-20.
40. Paul C, Teng S, Saunders PT. A single, mild, transient scrotal heat stress causes hypoxia and oxidative stress in mouse testes, which induces germ cell death. Biol Reprod 2009; 80(5): 913-9.
41. Griswold MD. The central role of Sertoli cells in spermatogenesis. J Semin Cell Dev Biol 1998; 9(4): 411-6.
42. Cai H, Ren Y, Li XX, Yang JL, Zhang CP, Chen M, et al. Scrotal heat stress causes a transient alteration in tight junctions and induction of TGF-β expression. Int J Androl 2011; 34(4): 352-62.
43. Kiebler MA, Bassell GJ. Neuronal RNA granules: Movers Makers Neuron 2006; 51(6): 685-90.


XML   English Abstract   Print



دوره 23، شماره 3 - ( دوماه نامه 1398 ) برگشت به فهرست نسخه ها