2021年9月6日，k1体育app官网登录入口生殖医学国家重点实验室、江苏省医药动物实验基地李建民、曾文滔与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴立刚合作在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）以长文形式在线发表《piRNA通路在金黄仓鼠卵细胞发生中具有重要功能》（The piRNA pathway is essential for generating functional oocytes in golden hamsters）一文。
研究通过敲除PIWIL1、MOV10L1 基因，揭示了piRNA 生成途径在金黄仓鼠（golden hamster）雄性和雌性生殖中均具有不可或缺的功能，颠覆了分子生物学、遗传学有关piRNA-PIWI通路在哺乳动物雌性生殖中不具有功能的研究结论。
早先研究显示，小鼠敲除PIWI蛋白及相关蛋白，可导致piRNA生成途径受阻，造成雄性小鼠不育，但雌性小鼠可孕。因此该领域普遍认为piRNA对哺乳动物雌性生殖不是必需的，但小鼠的piRNA功能研究能否代表人与大多数哺乳动物尚有疑问。小鼠只有Piwil1,Piwil2,Piwil4, 但人与大多数哺乳动物都具有PIWIL1-4 四种亚型，那么小鼠的piRNA功能研究能代表哺乳类吗？
为解决这一科学问题，李建民课题组利用CRISPR技术构建了piRNA-PIWI轴重要作用蛋白PIWIL1和MOV10L1（RNA解旋酶）的敲除金黄仓鼠模型，发现敲除可导致雄鼠不育，雌鼠不孕；雄性敲除产生生精细胞发育障碍，雌性敲除胚胎发育形成二细胞阻滞。通过正向和反向的胚胎移植实验证明，胚胎发育的停滞是由于卵细胞自身缺陷造成的，并非是敲除雌鼠的输卵管或卵巢存在异常。小RNA和转录组测序研究发现，PIWIL1在卵细胞中结合23-nt和29-nt两种不同长度piRNA，随着卵细胞和胚胎的发育，PIWIL1结合的piRNA从29-nt逐渐过渡到23-nt。敲除Piwil1基因造成卵细胞中ERV和LINE1等逆转座子的异常积累，同时导致母源mRNA降解减慢和胚胎早期发育中合子基因激活（ZGA）失败。
李建民课题组研究表明，piRNA通路对金黄仓鼠雄性和雌性生殖发育均是必要的，在沉默转座子和维持合子基因激活中发挥了重要作用。在金黄仓鼠卵母细胞中表达的PIWIs和piRNAs比小鼠更能代表人类和其他哺乳类，金黄仓鼠非常适合研究人类早期胚胎发育，用作研究临床不孕不育机制的动物模型，为人类临床女性不孕提供诊断和治疗的研究提供了新视点，开辟了新的途径，有望成为哺乳类胚胎发育研究的新热点。
该研究的通讯作者为k1体育李建民教授（lead corresponding author），共同通讯为中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴立刚研究员和k1体育医药实验动物中心曾文滔，中科院分子细胞卓越中心张宏道博士和张凤娟博士、k1体育app官网登录入口研究生陈菁桦和李明哲博士为该论文的共同第一作者。医药实验动物中心赖亚娜、张爱华、付鹤玲、周建丽、施爱民为文章共同作者。
研究工作得到生殖医学国家重点实验室开放课题、医药实验动物中心自主项目、江苏省科技厅、国家自然科学基金委、科技部、中科院、上海市经费支持。
（撰稿/周建丽；图片/袁玲；审核/施爱民 李建民）
