PPP6R3介导的去磷酸化调控精原细胞分化中的mRNA翻译：揭示男性不育新机制

本研究针对蛋白质去磷酸化在精子发生中的调控机制这一关键科学问题，通过构建Ppp6r3条件性敲除小鼠模型，首次揭示PPP6R3/PP6全酶通过特异性去磷酸化翻译起始因子EIF3CS39和EIF4G1S1217位点，维持其稳定性并激活分化相关mRNA翻译的分子机制。该发现为男性不育症提供了新的治疗靶点，发表于《Communications Biology》。

　　

在哺乳动物睾丸这个精密运行的"精子工厂"里，精原干细胞(SSCs)需要经历从自我更新到分化的关键抉择。这个过程中，视黄酸(RA)信号通路如同"总指挥"，通过激活Stra8和Kit等基因的表达，推动精原细胞进入分化轨道。然而，科学家们发现，仅仅有RA的指令还不够——就像乐团需要指挥棒来协调每个乐器的节奏，细胞内的蛋白质磷酸化修饰系统也在默默调控着这场生命交响曲。

山东大学妇儿与生殖健康研究院的研究团队将目光投向了蛋白质磷酸酶6(PP6)的调控亚基PPP6R3。这个分子在分化精原细胞中异常活跃，但其具体功能却如同一个未解之谜。通过构建Stra8-cre介导的生殖细胞特异性敲除小鼠，研究人员揭开了PPP6R3在精子发生中的关键作用：缺失PPP6R3的小鼠睾丸严重萎缩，精原细胞分化受阻，最终导致雄性不育。

为解析这一现象背后的机制，研究团队运用了多种关键技术：条件性基因敲除小鼠模型构建、精原祖细胞(SPCs)体外分化系统、定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析、免疫共沉淀质谱(IP-MS)鉴定互作蛋白，以及创新的"靶向RNA翻译谱分析"技术。特别值得注意的是，研究人员从单个小鼠睾丸中成功建立了长期培养的SPCs模型，并开发了能精确监测特定mRNA翻译速率的方法。

PPP6R3是精子发生所必需的
蛋白表达谱分析显示，PPP6R3在分化精原细胞(KIT⁺)和精母细胞中高度富集。条件性敲除小鼠(Ppp6r3-cKO)睾丸中，分化精原细胞数量锐减，而未分化精原细胞(PLZF⁺)异常累积，形成典型的"分化阻滞"表型。

PPP6R3促进精原细胞分化
转录组与蛋白质组的"背道而驰"揭示了关键线索：虽然分化相关基因(如Stra8、Kit)的mRNA水平正常甚至升高，但其蛋白产物却显著减少。这提示PPP6R3可能通过翻译调控而非转录调控影响分化进程。

PPP6R3/PP6全酶的特定底物
IP-MS技术捕获到PPP6R3与多个翻译起始因子的相互作用，其中EIF3C和EIF4G1展现出RNA非依赖性的直接结合。磷酸化分析显示，PPP6R3缺失导致这两个蛋白的磷酸化水平异常升高，而非磷酸化形式减少，暗示它们可能是PP6的直接作用靶点。

关键磷酸化位点的功能验证
磷酸化蛋白质组学精确定位到EIF3C^S39和EIF4G1^S1217这两个关键位点。在Ppp6r3-cKO SPCs中过表达模拟去磷酸化的突变体(EIF3C^S39A和EIF4G1^S1217A)，成功挽救了分化缺陷，证明这两个位点的去磷酸化状态对维持翻译活性至关重要。

这项研究首次描绘了PPP6R3/PP6全酶通过精确调控EIF3C和EIF4G1磷酸化状态来激活分化相关mRNA翻译的完整通路。这不仅为理解精子发生中的翻译调控提供了新视角，更重要的是，EIF3C^S39和EIF4G1^S1217这两个位点的发现，为男性不育症的诊断和治疗提供了潜在的分子标记和干预靶点。

研究还提出了一个精妙的"双重调控"模型：PPP6R3既通过直接结合稳定核心翻译机器(EIF3C/EIF4G1)，又可能通过RNA介导的间接作用影响其他辅助因子(EIF3B/EIF4E等)的功能。这种多层次的调控机制确保了精原细胞分化过程中基因表达的精确时空控制，为理解细胞命运决定的普适规律提供了重要参考。