团队通过染色质相关蛋白纯化与高分辨质谱分析的方法，筛选并鉴定出HSF5是一种生精细胞中相关的染色质蛋白。进一步利用荧光共定位技术确认了HSF5在生精细胞中的特异性核定位模式，结果显示其表达始于早期和中期的粗线期精母细胞并持续表达，约在圆形精子阶段（step4）消失。这表明HSF5在减数分裂过程中可能发挥了重要作用。

研究团队采用CRISPR-Cas9技术构建了Hsf5基因敲除（Hsf5KO）小鼠模型，发现Hsf5KO成年小鼠表现出雄性不育现象。通过睾丸组织的形态学分析，发现Hsf5KO小鼠附睾内缺乏精子，同时睾丸管腔内的圆形精子和长形精子均缺失，伴随大量生精细胞的凋亡。进一步的染色体铺展实验揭示，Hsf5KO小鼠的精子发生在中晚期pachynema阶段停滞，而在这些停滞的精母细胞中，DNA双链断裂（DSB）修复、联会重组以及减数分裂性染色体沉默（MSCI）等关键生物过程未见明显异常。这些结果表明，HSF5可能主要参与粗线期进程的后期事件，而非早期的DSB修复和联会重组等过程。

为深入探究HSF5在粗线期中晚期过程中的作用，研究团队结合单细胞测序（scRNA-seq）和Cleavage Under Target & Tagmentation（CUT&Tag）测序进行多组学联合分析。单细胞测序结果显示，Hsf5KO精母细胞停滞在“pachytene-like（P-like）”状态，其转录谱与野生型小鼠的粗线期精母细胞存在显著差异，包括Wee1、Dmc1和Msh5等粗线期细胞检查点基因的异常高表达，这可能导致精母细胞的凋亡。在联合CUT&Tag数据的进一步分析中，发现HSF5直接调控的基因，如Sycp1、Meiob、Msh4等，同样呈现异常高表达。

通过RNA转录动力学分析，结果显示野生型小鼠的粗线期精母细胞中，Sycp1、Meiob、Msh4的转录在早期到晚期过程中呈现逐渐降低的趋势，而在Hsf5KO小鼠中，这些基因则持续高水平表达，未显示下降趋势。此外，HSF5可能与SMARCA5、SMARCA4和SMARCE1等染色质重构复合体蛋白相互作用，以调控Sycp1、Meiob、Msh4等基因的表达，从而确保pachynema进程的顺利完成，并为后续的解联会阶段做准备。

总体而言，该项研究阐明了HSF5在精母细胞减数分裂pachynema过程中的关键调控机制，以及其与雄性不育之间的联系。在减数分裂过程中，HSF5通过与SMARCA5、SMARCA4、SMARCE1的相互作用抑制某些基因（如sycp1、Meiob、Msh4和Hat1）的表达，而在pachynema进程后期则直接或间接促进Hspa2、Ccnb1、Plk1等基因的表达。HSF5介导的这种基因调控机制确保了精母细胞的减数分裂pachynema过程顺利进行，为随后的解联会阶段做好准备。这项重要的研究成果进一步拓展了我们对生殖生物学的理解，并可能为治疗雄性不育提供新思路。

此研究得到了多个项目的支持，包括国家重点研发计划（2021YFC2700200）、国家自然科学基金（82371613，82301798）、中国博士后创新人才支持计划（BX20230314）以及中国博士后科学基金会的资助（2022M722767）等。

俄罗斯专享会284的活动长期有效，具体详情欢迎各位新老顾客积极参与，让我们共同推动生物医疗领域的进步与发展！