精子发生是一个高度协调且复杂的过程，主要包括精原细胞的自我更新与分化、减数分裂、精子变形等过程。在这一过程中，细胞需要在特定时间点完成基因表达程序重构，任何关键节点发生异常都可能导致精子发生阻滞，进而引发少精症或无精子症等男性不育问题。近年来，人们逐渐认识到精子发生不仅受到转录水平的调控，更受到广泛的转录后调控，其中RNA结合蛋白（RNA-binding proteins, RBPs）在转录后调控中扮演着关键角色。hnRNP家族蛋白作为典型的RNA结合蛋白已被证实参与多种疾病的发生发展，hnRNPK作为其中一员，可参与mRNA剪接、转运、稳定性调控以及翻译调控等多个环节。现有研究提示hnRNPK在多种组织细胞中发挥有重要的转录后调控，并参与雄性生殖细胞发育。然而，有关hnRNPK在精子发生中的具体分子机制仍不十分清楚。
2026年2月10日，华中科技大学实验动物中心/生殖健康研究所袁水桥教授团队，联合武汉市中心医院张庆华教授、西北农林科技大学动物科技学院陈晓旭副教授，在Nucleic Acids Research杂志上发表了题为“Azoospermia phenotype and scRNA-seq reveal hnRNPK as a factor essential for male germ cell development in mice”的研究论文。该工作发现RNA结合蛋白hnRNPK在生精细胞细胞质中可与DAZL互作共同调控精子发生相关基因的翻译，并可在细胞核中参与生精细胞发育相关基因的选择性剪接调控，最终揭示了hnRNPK调控生精细胞发育的分子机制。
研究团队首先构建了Hnrnpk生精细胞特异性基因敲除小鼠模型，对hnRNPK在生精细胞的发育过程中的生理功能进行了系统分析。结果表明，hnRNPK蛋白对于生精细胞的正常发育至关重要，生精细胞中hnRNPK蛋白缺失的小鼠完全不育，附睾中未检测到成熟精子，表现为无精子症；同时，免疫荧光染色结果显示Hnrnpk敲除小鼠睾丸中分化型精原细胞（c-KIT+）数量显著减少，精母细胞几乎完全缺失。随后，通过睾丸单细胞测序（scRNA-seq）进一步分析发现，分化精原细胞中出现大量基因表达失调现象，包括减数分裂相关基因表达下调以及细胞凋亡相关基因表达上调，提示hnRNPK缺失后分化精原细胞无法正常进入减数分裂并最终走向凋亡。为探明其调控作用机制，研究团队接下来通过IP-MS分析发现hnRNPK可与翻译起始及可变剪接相关因子发生互作，表明hnRNPK在细胞质和细胞核中均发挥调控作用。同时，核质分离实验也证实了hnRNPK在细胞质与细胞核中均有表达。研究团队进一步研究证明了在细胞质中，hnRNPK与40S核糖体亚基共定位，并与DAZL蛋白相互作用，协同调控精原细胞中与减数分裂、细胞周期及转录调控相关基因的翻译效率；而在细胞核中，hnRNPK则通过与剪接因子相互作用，调控与生殖细胞分化和减数分裂相关基因的剪接过程。作为RNA结合蛋白，RIP-seq也揭示了hnRNPK结合的RNA分子参与精子发生相关通路，进一步表明了其在精子发生中的重要作用。
总的来说，本研究揭示了hnRNPK在生精细胞（精原细胞）发育中的双重功能——既参与翻译调控，又参与基因剪接调控，从而保证精原细胞的正常分化与减数分裂顺利进行（图1）。该研究结果不仅为理解精原细胞分化和减数分裂进程的分子遗传调控机制提供了新见解，也为男性不育症诊疗提供了潜在的分子靶点。
图1. hnRNPK调控生精细胞发育的分子机制图。
华中科技大学同济医学院生殖健康研究所博士后高慧慧、华中科技大学同济医学院生殖健康研究所博士研究生杨诗雨、四川农业大学硕士研究生宁澳为研究的共同第一作者。华中科技大学实验动物中心袁水桥教授、武汉市中心医院张庆华教授，西北农林科技大学陈晓旭副教授为本文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后科学基金、湖北省实验动物研究专项基金、华中科技大学基础研究计划等项目资助。
原文链接：https://academic.oup.com/nar/article/54/4/gkag108/8471004
