哺乳動物精子裝載的 small RNA在發育過程中發生顯著改變，因為在附睪的睪丸后成熟過程中，幾波microRNA和tRNA片段被運送到精子。近日，來自美國馬薩諸塞大學醫學院的研究人員Rando在DEVELOPMENTAL CELL（IF=9.616）發表了一篇題為“Small RNAs Gained during Epididymal Transit of Sperm Are Essentialfor Embryonic Development in Mice”的文章，他們利用這一發育過程來探測精子RNA有效載荷在胚胎植入前發育中的功能。他們使用從近端（頭部）與遠端（尾部）附睪獲得的精子通過卵胞漿內單精子注射（ICSI）產生受精卵，然后記錄所得胚胎發育的表型特征。使用頭部精子產生的胚胎在整個植入前發育過程中顯著過度表達多種調節因子，隨后植入效率低下，并且在植入后很快失敗。值得注意的是，將純化的附睪尾部特異性小RNA顯微注射到頭部衍生的胚胎中不僅完全挽救了植入前的分子缺陷，而且還抑制了植入后的胚胎致死性表型。這些發現揭示了哺乳動物精子睪丸后成熟過程中小RNA重塑的重要作用，并確定了對精子傳遞的microRNAs有反應的特定植入前基因表達程序。

技術路線:

主要結果:
1 多個表觀遺傳調控因子在附睪頭部來源精子產生的胚胎中（4細胞，8細胞）的過度表達。

                                                                                                                                圖1 實驗路線

                                                                                                                 圖2 睪丸后精子成熟對植入前基因調控的影響

2 Caput-Derived胚胎在植入后發育中表現出多重缺陷。

                                                                                                            圖3附睪頭部的精子在移植后早起發育失敗。

3 睪丸精子和Cauda附睪精子都能夠支持從受精到出生的類似胚胎發育，而Caput附睪精子獨特地引起調節和發育畸變。

                                                                                                                 圖4 睪丸來源精子產生的胚的分子機制分析

4 在附睪過渡期間獲得的small RNAs挽救Caput-Derived胚的缺陷。

                                                                                                            圖5 Cauda特異性的miRNA恢復Cauda胚的生長
5 Cauda特異性small RNAs拯救了Caput-Derived胚胎的發育。

                                                                                               圖6 Cauda特異性MicroRNAs，而不是tRFs，可以挽救Caput植入前的缺陷。

                                                  圖7 Cauda特異性小RNAs拯救Caput胚胎的發展