不育症是影响人类健康的一种常见重大疾病,其发病率很高,然而大部分的非梗阻性无精症(non-obstructive azoospermia,NOA)患者病因不明,临床治疗时无从下手。多年来研究发现NOA患者发病原因可能与睾丸中血-睾屏障(Blood-testis barrier,BTB)的缺陷和减数分裂过程中同源染色体同源重组异常有关,但对这两个事件发生异常的分子调控机理仍然不太清楚。曲精小管中由相邻支持细胞构成的血-睾屏障(BTB)会在生精上皮周期中的第Ⅷ期、第Ⅸ期经历一个破坏、重建的过程来帮助前细线期或细线期的精母细胞完成由basal compartments向adlummal compartments的迁移。此过程的异常会导致前细线期或细线期的精母细胞不能进入adluminal compartments完成减数分裂或者是引起抗自身精细胞抗体的产生,从而引起不育。鉴于BTB破坏、重建的过程受到细胞因子TGF-β3的调控,本文的第一个研究课题是寻找影响TGF-β3表达、分泌的因素及其分子机制。本文研究发现核输出因子蛋白家族(NXF)成员之一的NXF3特异性表达在睾丸组织中的支持细胞的细胞之中,并且它起始表达的时间和小鼠青春期BTB开始建立时间一致；除睾丸中的支持细胞外,NXF3还特异性表达在附睾头部Ⅱ区的主细胞中,起始表达的时间和第一次生精波完成后睾丸液进入附睾的时间一致,并且它在附睾中的表达是睾丸液依赖。探寻NXF3和TGF-β3在不同情况下的表达情况时发现,无论是生理条件还是病理条件,如热刺激、CdCl2处理,二者的表达均呈现负相关。进一步研究发现在支持细胞中,TGF-β信号通路可以对细胞因子TGF-β3的表达进行转录负调控,并且这种转录负调控是NXF3部分依赖的。具体来讲是,TGF-β信号通路可以通过激活Smad2/3途径来抑制TGF-β3的表达,NXF3的可通过增强细胞内Smad2/3途径的径活性从而进一步抑制细胞内TGF-β3的表达。接着我们对NXF3影响TGF-β信号通路的分子机制进行了研究,发现NXF3可以与TGF-β信号通路的抑制因子STRAP结合,二者的相互作用可以通过破坏STRAP与Smad7的结合来影响TβR1(TD)-STRAP-Smad7复合体的形成,从而增强了细胞内TGF-β-Smad信号通路活性。除参与调节TGF-β3的表达、分泌外,我们发现NXF3还可以通过影响TGFβ-Smad信号通路参与调节支持细胞中其它重要基因的表达,如与BTB相关的基因Claudin1、WT1以及与支持细胞分化发育相关的基因GATA1、p21.减数分裂过程中同源重组发生在减数分裂前期Ⅰ,是在同源配对的非姐妹染色单体之间进行的,它的发生可以确保减数分裂过程中染色体的正确分离。同源重组是个比较复杂的过程,涉及DSBs形成、单链DNA末端入侵、中间体Holliday交叉形成等一系列过程,最后在同源配对染色体间的形成交换位点(Crossovers, COs,由粗线期联会复合体上的MLH1蛋白标记)。COs形成过程中受到正干涉的调控,即一个COs的形成排斥其它COs在其附近形成,本文的第二个课题中对人类染色体上COs间的干涉特征及其影响因素进行研究。首先,通过综合运用细胞免疫荧光技术和多色荧光原位杂交技术(cenM-FISH)对每条粗线期联会复合体(synaptonemal complexs, SCs)及SCs上的COs进行了标记,测量出相邻Cos之间的距离并拟合到gamma model中计算出用于定量交换干涉强度的参数v,而后对其进行分析发现干涉强度在染色体内、染色体间和个体间均存在异质性,具体来讲就是：染色体上臂间干涉强度大于臂内干涉强度,这可能是由着丝粒引起的；小号染色体的干涉强度大于大号染色体上的干涉强度；个体之间的每条染色体上的干涉强度也存在变异,但没发现规律。进一步分析显示,SCs的结构异常会影响Cos间的干涉强度,比如9号染色体上易出现的不连续区域(gaps)和未联会区域(splits)两种结构异常会cis/trans影响本身和其它染色体上干涉强度。另外,我们的研究也表明Cos间的干涉可通过着丝粒发挥作用。综上所述,本文研究了NXF3调控细胞因子TGF-p3表达、分泌中的分子机制及正常精母细胞中COs间干涉的分布模式,这些结果有助于进一步探讨NOA患者中血睾屏障异常以及同源重组缺陷的原因。