雄性犏牛不育機(jī)制的研究進(jìn)展

閔星宇，熊顯榮,*，熊 燕，張 賀，郝振宇，李 鍵,*

（1.西南民族大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，四川成都 610041；2.青藏高原動(dòng)物遺傳育種資源保護(hù)與利用國(guó)家教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610041）

犏牛是分布于我國(guó)青藏高原地區(qū)的重要家畜之一，為牦牛與普通牛的雜交后代，主要做肉用、乳用和役用，在藏區(qū)占有極其重要的經(jīng)濟(jì)地位。犏牛體格大生長(zhǎng)快，在產(chǎn)奶量和產(chǎn)肉量方面均較牦牛具有顯著的優(yōu)勢(shì)[1-2]。相對(duì)于牦牛肉和黃牛肉，犏牛肉具有高蛋白、低脂肪等特點(diǎn)，其氨基酸組成、不飽和脂肪酸以及風(fēng)味物質(zhì)含量更為豐富[3]。牦牛產(chǎn)奶量低，奶牛又不適應(yīng)青藏高原高寒低氧的氣候，牦牛和奶牛雜交的犏牛不僅產(chǎn)奶量高，還能耐受高原高寒低氧的惡劣環(huán)境[4]，且具有較高的乳品質(zhì)，犏牛乳制作的酥油中含有更豐富的亞油酸、亞麻油酸等多不飽和脂肪酸[5-6]。盡管犏牛在生產(chǎn)性能、乳肉品質(zhì)和高原適應(yīng)性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但其雜種雄性不育的缺陷無法通過橫交固定優(yōu)良性狀，嚴(yán)重阻礙了雜種優(yōu)勢(shì)的利用。隨著生命科學(xué)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)雄性犏牛不育機(jī)制的研究愈來愈深入，但精子發(fā)生是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，至今還沒有解決犏牛不育這一重大科學(xué)難題。雜種不育的現(xiàn)象還廣泛存在于近緣物種雜交中，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其雜交后代不育的機(jī)制都進(jìn)行了研究，如馬和驢的雜交后代[7]、不同種類狐貍的雜交后代[8]、雞和鵪鶉的雜交后代[9]、家鴨和番鴨的雜交后代[10]。造成雄性犏牛不育的原因有很多，本文主要綜述雄性犏牛生殖系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)差異、犏牛雄性不育的生理機(jī)制和分子機(jī)制的研究進(jìn)展。

1 犏牛雄性不育的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化

造成雄性不育的因素有很多，其中最直接且最容易觀察到的是生殖系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。犏牛和牦牛的睪丸形態(tài)、顏色高度相似，無顯著差異，但犏牛的睪丸重量大小顯著低于牦牛，并且牦牛睪丸白膜上血管多而密集，犏牛睪丸白膜血管稀少、實(shí)質(zhì)發(fā)育不豐滿、質(zhì)地松軟[11]。生精小管為睪丸小葉內(nèi)細(xì)長(zhǎng)彎曲的小管，主要由生精細(xì)胞和支持細(xì)胞組成，是雄性生殖細(xì)胞增殖分化和精子發(fā)生的場(chǎng)所，生精小管異常會(huì)直接影響雄性的生殖力。通過比較犏牛與親本牦牛和黃牛睪丸組織發(fā)現(xiàn)（圖1），犏牛生精小管及其上皮發(fā)育不良，生精小管高度空泡，粗細(xì)不均，有的管壁呈皺縮狀，其基底膜縮小，呈纖維化狀態(tài)[12-14]。間質(zhì)細(xì)胞具有重要的激素分泌功能，與牦牛睪丸的間質(zhì)組織相比，犏牛間質(zhì)組織成分少，睪丸間質(zhì)細(xì)胞與小管之間有明顯的空隙，間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量較少、體積小、分布松散、多處于休止?fàn)顟B(tài)并呈巢狀集聚，激素水平低[12]。與犏牛生殖細(xì)胞組成相比，雄性牦牛睪丸中豐富的生精細(xì)胞分布于從基膜到生精小管腔的各處，管腔內(nèi)出現(xiàn)圓形的精細(xì)胞或延長(zhǎng)的精子；而犏牛睪丸中生精小管只含有支持細(xì)胞和少數(shù)精原細(xì)胞，幾乎沒有可識(shí)別的生殖細(xì)胞或精母細(xì)胞，單層生精細(xì)胞松散地附著在基底膜上并表現(xiàn)出變性的形態(tài)，精原細(xì)胞凋亡增多，細(xì)胞減數(shù)分裂進(jìn)程受阻于粗線期中期[1,13,15-16]。Shah 等[17]使用STA-PUT 法分離得到犏牛睪丸中的精原細(xì)胞和精母細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)犏牛精原細(xì)胞和精母細(xì)胞直徑顯著小于牦牛和黃牛。Sato 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在F1和F2代雜種牛睪丸中精子發(fā)生完全停滯，而在部分F3代雜交牛睪丸中顯示精子發(fā)生，表明不但F1、F2、F3代雜種公牛可育性具有漸進(jìn)性，同一世代的不同個(gè)體間也表現(xiàn)出差異。綜上所述，犏牛與親本牦牛和黃牛在雄性生殖器官形態(tài)大小與發(fā)育狀況、睪丸組織的顯微結(jié)構(gòu)與細(xì)胞組成上存在差異，這些形態(tài)結(jié)構(gòu)上的變化可能是造成雄性犏牛不育的直接原因，而在生殖系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)上分析使犏牛不育的原因可能是犏牛睪丸中與調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和凋亡基因的差異表達(dá)。

2 雄性犏牛不育的生理機(jī)制

垂體是家畜重要的內(nèi)分泌腺器官，與下丘腦和性腺構(gòu)成下丘腦—垂體—性腺軸，垂體嗜堿性細(xì)胞受到下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素（GnRH）作用而分泌促黃體素（LH）、促卵泡素（FSH）等促性腺激素。犏牛垂體前葉嗜堿性細(xì)胞幾乎不見，促卵泡素細(xì)胞細(xì)胞核較嚴(yán)重分葉，胞漿入核，分泌顆粒少而小，引起分泌FSH不足，從而影響生精小管的發(fā)育；而促黃體素細(xì)胞與牦牛差異不顯著，促黃體素細(xì)胞分泌的LH 使得睪丸間質(zhì)細(xì)胞發(fā)育良好，這也解釋了雄性犏牛表現(xiàn)出正常的雄性特征和性行為[19-20]。雄激素和雄激素受體（Androgen Receptor，AR）信號(hào)是精子發(fā)生所必須的，在產(chǎn)生睪酮和二氫睪酮（DHT）的過程中3β-羥基類固醇脫氫酶（3-β-HSD）和5-α-還原酶2（SRD5A2）等發(fā)揮重要作 用。Sato 等[18]檢 測(cè)AR、3-β-HSD 和SRD5A2 在 間質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)雄性犏牛AR 和3-β-HSD 的表達(dá)水平與牦牛相比差異顯著，提示犏牛睪丸間質(zhì)細(xì)胞AR 表達(dá)降低和3-β-HSD 表達(dá)增強(qiáng)可能是導(dǎo)致雄性犏牛不育的原因之一。完整的生理生化過程和正常穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境才能保證動(dòng)物生殖功能的正常。綜上所述，雄性犏牛下丘腦—垂體—性腺軸生理生化過程的變化是造成不育的又一原因。

3 雄性犏牛不育的分子機(jī)制

隨著近年來分子生物學(xué)的快速發(fā)展，從基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和表觀遺傳修飾等多個(gè)方面對(duì)雄性犏牛不育機(jī)制展開研究，從分子層面解釋雄性犏牛不育的機(jī)制，極大地推動(dòng)了雄性犏牛不育機(jī)制的研究。

3.1 雄性犏牛不育相關(guān)基因表達(dá)調(diào)控的研究 雄性犏牛不育候選基因的功能及表達(dá)水平變化如表1 所示。哺乳動(dòng)物Y 染色體雄性特異性區(qū)域（MSY）的基因拷貝數(shù)變異和表達(dá)失調(diào)會(huì)影響雄性生殖力。Zhang 等[21-22]對(duì)比牦牛、犏牛和F2代雜種牛睪丸特異性蛋白Y（TSPY）、熱休克轉(zhuǎn)錄因子Y（HSFY）、鋅指蛋白280BY（ZNF280BY）、黑色素瘤優(yōu)先表達(dá)抗原Y（PRAMEY）的基因拷貝數(shù)和多個(gè)MSY 基因的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，雄性犏牛和F2代雜種公牛TSPY、HSFY、ZNF280BY和PRAMEY的基因拷貝數(shù)顯著大于牦牛，犏牛TSPY、ZNF280BY、HSFY、PRM1和PRM2在睪丸中的表達(dá)水平顯著低于牦牛和黃牛。Zhang 等[22]檢測(cè)黃牛、牦牛和犏牛睪丸中Y 染色體X 簡(jiǎn)并區(qū)10 個(gè)基因的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)Y 染色體上普遍轉(zhuǎn)錄的四肽重復(fù)序列（UTY）、Y 染色體連鎖的口面指綜合征1 基因（OFD1Y）和Y染色體連鎖的泛素特異肽酶基因（USP9Y）的高表達(dá)可能與雄性犏牛不育有關(guān)。Das 等[23]根據(jù)Y 染色體在哺乳動(dòng)物基因組中的序列信息和位置對(duì)牦牛12 個(gè)MSY基因進(jìn)行了鑒定和分析，結(jié)果顯示牦牛和黃牛MSY 之間的序列不匹配可能導(dǎo)致雄性犏牛減數(shù)分裂重組失敗。

表1 雄性犏牛不育候選基因的功能及表達(dá)水平變化

無精子癥缺失基因（DAZ）家族是在生殖細(xì)胞中特異性表達(dá)的參與控制減速分裂的基因，非靈長(zhǎng)類哺乳動(dòng)物DAZ 家族包括DAZL和BOULE。Zhang 等[16,24]實(shí)驗(yàn)表明，b-DAZL和b-BOULE在睪丸中特異性表達(dá)，犏牛睪丸中的表達(dá)水平顯著低于牦牛睪丸，證明b-DAZL和b-BOULE 可能是牦牛正常生育時(shí)配子發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。Liu 等[25]檢測(cè)犏牛DAZL的mRNA 的表達(dá)水平并得到了一致的結(jié)果。Li 等[26]鑒定到牦牛BOULE的兩種選擇性剪接變異體，分別命名為b-BOULE1和b-BOULE2，發(fā)現(xiàn)b-BOULE和b-BOULE1的mRNA 轉(zhuǎn)錄水平在牦牛睪丸中顯著高于犏牛，b-BOULE2差異不顯著。DAZ 家族基因在犏牛睪丸中的差異表達(dá)和b-BOULE基因部分選擇性剪接變異可能是犏牛不育的原因之一。

Huang 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，犏牛睪丸中有8 個(gè)乳酸脫氫酶C（LDHC）剪接變異體，LDHC的mRNA 表達(dá)水平顯著降低，表明選擇性剪接可能對(duì)睪丸中LDHC 的表達(dá)起到一定的調(diào)節(jié)作用，這可能是雄性犏牛不育的原因之一。PIWI 樣蛋白1 基因（PIWIL1）的缺失可能導(dǎo)致反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的過度表達(dá)，精子發(fā)生停滯造成雄性不育。Gu 等[28]檢測(cè)PIWIL1和長(zhǎng)散布元件-1（LINE-1）反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子mRNA 在黃牛、牦牛和犏牛睪丸中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)犏牛PIWIL1的低表達(dá)影響了轉(zhuǎn)座子沉默機(jī)制，導(dǎo)致雄性犏牛不育。Liu 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，熱休克蛋白27（Hsp27）/蛋白53（P53）在不同發(fā)育階段的牦牛和犏牛睪丸中表達(dá)不同，認(rèn)為雄性犏牛Hsp27 的低表達(dá)和P53 的高表達(dá)可能調(diào)控牦牛和犏牛睪丸發(fā)育和精子凋亡。此 外，IGF2[30]、SYCP3[31]、Vasa[32]、Dmrt7[13]和Prdm9[15]等基因在犏牛睪丸中的低表達(dá)也可能是雄性犏牛不育的原因。

3.2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)在雄性犏牛不育機(jī)制上的研究 隨著二代高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，以RNA-seq 為代表的轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在雄性犏牛不育發(fā)生機(jī)制中的研究也越來越多，研究人員分別從信使RNA（mRNA）、小RNA（miRNA）、長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）等方面展開對(duì)雄性犏牛不育機(jī)制的研究，并篩選得到可能與雄性犏牛不育的候選基因和非編碼RNA（表2）。

表2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)在雄性犏牛不育上的研究

曾賢彬等[33]首次采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)犏牛和牦牛睪丸組織轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和比較分析，得到了9 089 個(gè)在犏牛睪丸中顯著差異表達(dá)基因（5 000 個(gè)上調(diào)，4 089 個(gè)下調(diào)），推測(cè)Syce3、Fkbp6、Dmrt7、Spo11、Dmc1、survivin、Bcl-2、Crem等基因的下調(diào)和促凋亡相關(guān)基因的顯著上調(diào)導(dǎo)致了雄性犏牛不育。Cai 等[12]利用RNA-seq 分析鑒定了犏牛與牦牛睪丸組織中2 960 個(gè)差異表達(dá)基因（679 個(gè)上調(diào)，2 260 個(gè)下調(diào)），發(fā)現(xiàn)STRA8、NLRP14上調(diào)與犏牛睪丸組織中未分化精原細(xì)胞的積累和細(xì)胞的嚴(yán)重凋亡有關(guān)，而下調(diào)的SPP1、SPIN2B和PIWIL1基因與細(xì)胞周期進(jìn)程和精原細(xì)胞基因組的完整性有關(guān)，此外許多參與減數(shù)分裂的基因也下調(diào)。隨后的研究中得到了犏牛和牦牛睪丸組織更高分辨率的轉(zhuǎn)錄圖譜，篩選得到6 477 個(gè)差異表達(dá)基因（2 919 個(gè)上調(diào)，3 558 個(gè)下調(diào)），發(fā)現(xiàn)未分化精原細(xì)胞的標(biāo)記基因和凋亡調(diào)控基因在犏牛中上調(diào)，而分化維持基因下調(diào)，在精原細(xì)胞有絲分裂中大多數(shù)與有絲分裂檢查點(diǎn)和細(xì)胞周期相關(guān)的差異表達(dá)基因下調(diào)，此外幾乎所有與聯(lián)會(huì)復(fù)合體組裝和減速分裂相關(guān)的差異表達(dá)基因在犏牛中沒有表達(dá)[11]。Zhao 等[34]對(duì)犏牛和牦牛附睪進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)犏牛和牦牛附睪轉(zhuǎn)錄圖譜顯著差異，鑒定到3 008 個(gè)差異表達(dá)基因（1 645 個(gè)上調(diào)，1 363 個(gè)下調(diào)），許多差異表達(dá)基因與精子成熟、運(yùn)動(dòng)、宿主防御以及附睪管腔中離子的調(diào)節(jié)密切相關(guān)。

小RNA 是一類非編碼單鏈RNA，包括microRNA（miRNA），小內(nèi)干擾RNA（endo-siRNA）和Piwi相互作用RNA（piRNA），能夠參與調(diào)控動(dòng)物精子發(fā)生[35]。Xu 等[36]利用RNA-seq 技術(shù)篩選出61 個(gè)差異表達(dá)miRNAs，推 測(cè)bta-miR-135a、bta-miR-378 和btamiR-184 的下調(diào)可能導(dǎo)致犏牛精原干細(xì)胞數(shù)量減少，bta-miR-34b/c 和bta-miR-449 的下調(diào)可能導(dǎo)致犏牛有絲分裂到減數(shù)分裂的過度失敗。在隨后的研究中，Xu 等[1]采用STA-PUT 速度沉淀法從黃牛、牦牛和犏牛睪丸中分離得到精原細(xì)胞和精母細(xì)胞并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，鑒定出27 個(gè)差異表達(dá)miRNAs，推測(cè)bta-let-7 家族、btamiR-125 和bta-miR-23a 的下調(diào)削弱視黃醛誘導(dǎo)精原細(xì)胞的分化，精原細(xì)胞轉(zhuǎn)染分析發(fā)現(xiàn)bta-miR-449a 在犏牛中的下調(diào)阻礙雄性生殖細(xì)胞從有絲分裂向減數(shù)分裂的轉(zhuǎn)變。Wang 等[37]使用RNA-seq 技術(shù)得到牦牛、犏牛和黃牛睪丸中miRNAs 和piRNAs 的轉(zhuǎn)錄圖譜并進(jìn)行聯(lián)合分析，在黃牛與犏牛組、黃牛與牦牛組和牦牛與犏牛組中，共篩選得到119、14、6 個(gè)差異表達(dá)miRNAs 以及893、1 065、1 158 個(gè)piRNAs。Zhang 等[38]利 用RNA-seq 技術(shù)檢測(cè)牦牛、犏牛和黃牛piRNA 產(chǎn)生的差異，發(fā)現(xiàn)在犏牛睪丸中前粗線期源于長(zhǎng)散布重復(fù)序列的piRNAs 增加，前粗線期源于短散布重復(fù)序列的piRNAs 減少，推測(cè)粗線期piRNAs 生產(chǎn)中斷是導(dǎo)致雄性犏牛精子發(fā)生阻滯的原因之一。

LncRNA 是長(zhǎng)度大于200 nt 的非編碼RNA，在動(dòng)物精子發(fā)生中發(fā)揮重要作用[39]。阿果約達(dá)等[40]采用RNAseq 技術(shù)對(duì)3～4 歲成年犏牛和牦牛睪丸組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，篩選出6 178 個(gè)差異表達(dá)lncRNAs（2 470 個(gè)上調(diào)，3 708 個(gè)下調(diào)）；篩選得到差異lncRNAs 的候選靶基因2 676 個(gè)，其中靶基因PTGDS、IGF2、MEST、GLIS3、NOTCH2、HOXA10、HOXA11與雄性犏牛不育相關(guān)。有研究人員用1 歲齡犏牛和牦牛睪丸組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，篩選得到604 個(gè)差異表達(dá)的lncRNAs（469 個(gè)下調(diào)，135 個(gè)上調(diào)），生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)這些差異lncRNAs 的靶基因參與犏牛生精細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化過程等重要的生物學(xué)過程，表明這些差異lncRNAs 的異常表達(dá)可能導(dǎo)致雄性犏牛生精阻滯[20]。

3.3 蛋白質(zhì)組學(xué)在雄性犏牛不育機(jī)制上的研究 隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同位素標(biāo)記相對(duì)和絕對(duì)定量（iTRAQ）技術(shù)由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而被廣泛用于定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究[41]。Sun 等[42]使用iTRAQ 技術(shù)測(cè)定犏牛10、12 和14 月齡睪丸組織中蛋白質(zhì)的差異，發(fā)現(xiàn)10 月齡與12 月齡有318 個(gè)差異表達(dá)蛋白，10 月齡與14 月齡有327 個(gè)差異表達(dá)蛋白，而12 月齡與14 月齡蛋白表達(dá)差異不顯著，提示犏牛生精阻滯可能發(fā)生于12 月齡左右。Yu 等[14]使用iTRAQ 技術(shù)比較分析犏牛和牦牛睪丸組織中的蛋白質(zhì)，篩選出256 個(gè)差異表達(dá)蛋白，鑒定出10 種可能與犏牛生精抑制有關(guān)的蛋白，發(fā)現(xiàn)大量的蛋白可能通過增強(qiáng)細(xì)胞黏附力來阻止生殖細(xì)胞的遷移同時(shí)造成精子發(fā)生過程中的代謝紊亂，推測(cè)犏牛睪丸中生殖細(xì)胞的代謝紊亂及其有害微環(huán)境是精子發(fā)生阻滯的原因。Yang 等[43]使用高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-ESI-MS/MS）從犏牛和牦牛睪丸蛋白質(zhì)組中也鑒定到465 個(gè)差異表達(dá)蛋白。

3.4 表觀遺傳學(xué)在雄性犏牛不育機(jī)制上的研究 表觀遺傳學(xué)是指DNA 甲基化、組蛋白修飾、染色體重塑和非編碼RNA 調(diào)控等非遺傳物質(zhì)改變所致的基因表達(dá)水平變化。大量研究發(fā)現(xiàn)，大量與精子發(fā)生相關(guān)的基因在犏牛睪丸中的低表達(dá)與其基因啟動(dòng)子或基因本體的高甲基化有關(guān)，如DAZL[21,44]、PIWIL1[28]、SYCP3[31]、Vasa[32]、boule[45]、Mei1[46]、FKBP6[47]等。Li 等[48]報(bào)道了印跡基因H19 在犏牛睪丸中的表達(dá)量顯著高于牦牛和黃牛，同時(shí)檢測(cè)到犏牛H19 基因印跡控制區(qū)（ICR）的第3 個(gè)CCCTC 結(jié)合因子（CYCF）位點(diǎn)明顯甲基化，推測(cè)H19 ICR 中CTCF 結(jié)合位點(diǎn)的印跡失調(diào)與雄性犏牛生精障礙有關(guān)。Zhang 等[38]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，犏牛睪丸PIWI/piRNA 途徑中PIWIL1、DDX4、PLD6、MAEL、FKBP6、TDRD1和TDRD5基因啟動(dòng)子高甲基化影響粗線期piRNA 產(chǎn)生，導(dǎo)致犏牛精子發(fā)育阻滯。Shen等[49]比較了牦牛與犏牛睪丸中2 種賴氨酸脫甲基化酶（KDM1A、KDM4B）的表達(dá)情況并檢測(cè)了H3K36me3和H3K27me3 的組蛋白甲基化修飾情況，發(fā)現(xiàn)犏牛睪丸中KDM1A和KDM4B的mRNA 和蛋白質(zhì)水平的表達(dá)以及H3K36me3 水平顯著下降。檢測(cè)犏牛和牦牛睪丸中組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)和組蛋白甲基化分布，結(jié)果表明組蛋白甲基化在犏牛生精失敗中具有潛在的作用[50]。Yin 等[51]報(bào)道了組蛋白去乙?；? 基因（SIRT1）在犏牛和牦牛睪丸中的生物學(xué)作用，認(rèn)為犏牛睪丸組織中SIRT1 缺乏導(dǎo)致SIRT1 的輔助因子類固醇生成因子1（SF-1）失活和睪丸發(fā)育受損。

綜上所述，通過目前對(duì)雄性犏牛不育分子機(jī)制的研究，得到大量差異表達(dá)的候選基因和非編碼RNA，其功能主要與調(diào)控細(xì)胞分裂、生殖細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖和凋亡相關(guān)。雄性犏牛生精小管中的生精細(xì)胞能夠分化至精母細(xì)胞，但過去的研究主要是籠統(tǒng)地以整個(gè)睪丸組織作為研究樣本，以犏牛精原細(xì)胞和精母細(xì)胞作為研究對(duì)象進(jìn)一步篩選驗(yàn)證與精子發(fā)生相關(guān)的差異表達(dá)候選基因可能更好解釋雄性犏牛精子發(fā)生阻滯的分子機(jī)制。

4 結(jié) 語

目前對(duì)雄性犏牛不育機(jī)制的研究成果頗豐，研究人員從組織水平、生理水平、基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和表觀遺傳學(xué)等多個(gè)方面都取得了進(jìn)展，篩選鑒定了一批在犏牛睪丸中差異表達(dá)的基因、lncRNA、小RNA 和蛋白質(zhì)，但很少從細(xì)胞和動(dòng)物水平驗(yàn)證其在犏牛雄性不育中的作用機(jī)制。新一代測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展和測(cè)序價(jià)格的降低有助于更加準(zhǔn)確、更加全面地鑒定出與雄性犏牛不育相關(guān)的候選基因。在未來的研究中，可以建立犏牛雄性生殖干細(xì)胞系，使用干擾和過表達(dá)技術(shù)，從細(xì)胞水平驗(yàn)證候選基因、lncRNA 和小RNA 在雄性犏牛不育中的作用機(jī)制，然后進(jìn)一步通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證雄性犏牛不育的候選基因、lncRNA 和小RNA。隨著對(duì)雄性犏牛不育研究的不斷深入，對(duì)雄性犏牛不育機(jī)制的認(rèn)識(shí)將會(huì)更加準(zhǔn)確全面，并找到解決雄性犏牛不育問題的方法。