CCR4-NOT去腺苷酸酶
是真核细胞中mRNA发生去腺苷酸化降解的主要酶复合体。脊椎动物的CCR4-NOT复合体含有至少六个调节亚基和两类催化亚基：即 CNOT7/8和CNOT6/6L，分别由两对同源基因编码，但它们在细胞生理活动中的分工还缺乏体内研究。
在哺乳动物中，已知CCR4-NOT介导的mRNA的去腺苷酸化在精子发生、卵子发生和受精卵发育启动过程中具有重要的生理功能。然而，CCR4-NOT在生殖细胞和受精卵以外的细胞类型中具有何种生理功能仍有待揭示。
卵泡刺激素
(Follicle stimulating hormone，
FSH
)
是脊椎动物脑垂体分泌的一种重要生殖激素，促进卵巢中的次级卵泡生长、发育为有腔卵泡。经典生殖内分泌理论认为，FSH主要通过激活一系列与卵泡颗粒细胞增殖和激素分泌相关的基因转录来实现这一生理效应。
2021年11月16日，浙江大学生命科学研究院范衡宇教授团队在Cell Reports杂志上发表封面文章
CNOT6/6L-mediated mRNA degradation in ovarian granulosa cells is a key mechanism of gonadotropin-triggered follicle development
，
提出CCR4-NOT复合体中催化亚基CNOT6/6L在卵巢颗粒细胞中做为促性腺激素的效应因子，以转录后调控方式在腔前卵泡向有腔卵泡的发育过程中介导FSH的生理作用。
研究人员首先发现，FSH在有腔卵泡中通过激活PI3K-FOXO1信号通路，促进Cnot6基因转录及Cnot6l mRNA翻译，使CNOT6/6L蛋白在卵泡颗粒细胞中积累。进而，CNOT6/6L与RNA结合蛋白ZFP36协同作用，选择性介导特定mRNA的去腺苷酸化和降解、特别是编码卵泡抑制因子的mRNA，包括抗苗勒管激素
(Amh)
和 Foxo1等，从而快速解除这些因子对卵泡发育和内分泌活动的抑制作用，促进腔前卵泡发育成有腔卵泡。
为了证明该新机制的生理重要性，研究团队构建了 Cnot6/6l 双基因敲除小鼠。Cnot6/6l–/–小鼠可以正常发育和存活，但雌性完全不育，敲除雌鼠卵巢对促性腺激素反应较差，卵泡发育和排卵严重受阻。因此，本研究提供了生理学证据表明 CCR4-NOT复合体中CNOT6/6L 亚基在大多数体细胞类型中是非必需的，但它们介导的 mRNA 去腺苷酸化对雌性生殖内分泌调节至关重要。
图1：CNOT6/6L在卵泡颗粒细胞中的表达、功能和机制。A：FSH通过PI3K信号通路促进CNOT6/6L蛋白在小鼠颗粒细胞中表达，因为LY294002 (PI3K信号通路的抑制剂)抑制FSH的这一效应；B-C: Cnot6/6l–/–小鼠卵巢对促性腺激素反应减弱，大量生长卵泡发生闭锁凋亡，且随着年龄增长出现卵巢功能减退；D：Cnot6/6l–/–小鼠颗粒细胞与WT小鼠颗粒细胞相比转录本发生剧烈变化。FSH诱导颗粒细胞中许多转录本发生降解，但在Cnot6/6l敲除后这些转录本出现累积。
该项研究揭示了FSH对生殖内分泌过程的非经典调节机制，
提出 FSH 在遗传信息传递的三个层面上促进卵泡发育：1) 促进下游基因的转录，如编码芳香化酶、FSH受体和 CNOT6的基因；2) 直接刺激已有mRNA 翻译（如 Cnot6l)；3) 通过 CNOT6/6L以及ZFP36 选择性催化某些抑制卵泡生长和内分泌活动的mRNA降解
。本项研究丰富了生殖激素促进卵泡发育的理论，并通过Cnot6/6l–/–基因敲除小鼠证明了CCR4-NOT复合体的两对催化亚基具有各自独立的生理功能，纠正了体外生化研究的一些理论推断。
图2: 在卵泡发育过程中CNOT6/6L作为促性腺激素FSH效应分子，促进颗粒细胞内mRNA的去腺苷酸化和降解。FSH一方面通过磷酸化FOXO1解除其对Cnot6基因转录的抑制作用，另一方面直接促进Cnot6l的翻译水平，进而CCR4-NOTCNOT6/6L与RNA结合蛋白ZFP36相互作用，促进腔前卵泡颗粒细胞内抑制卵泡生长和内分泌活动的mRNA发生去腺苷酸化和降解，促进腔前卵泡发育为有腔卵泡。
浙江大学生命科学研究院范衡宇教授为本文通讯作者，博士后戴兴兴和博士研究生蒋知妍为本文共同第一作者，博士研究生吴韵雯、南京医科大学李晶教授课题组也在工作中做出重要贡献。该研究受到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、国家重点研发计划以及浙江省重点研发计划等项目的资助。
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110007
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