摘要

線粒體蛋白質(zhì)的導(dǎo)入和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)在維持干細(xì)胞的代謝能力和蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著重要作用。然而，人類精原干細(xì)胞（SSCs）中線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體（TOM/TIM）及轉(zhuǎn)運(yùn)基因的轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)仍不明確。我們采用了一種綜合分析方法，結(jié)合了對(duì)人類SSCs富集細(xì)胞群體的批量微陣列分析（每組3個(gè)生物學(xué)重復(fù)樣本）和互補(bǔ)的單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）數(shù)據(jù)集。通過差異表達(dá)分析（limma；|log?FC| ≥ 2，adj. P < 0.05）、共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（WGCNA）、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用映射（STRING/cytoHubba）以及miRNA-mRNA調(diào)控推斷，識(shí)別出關(guān)鍵的線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)基因節(jié)點(diǎn)。使用獨(dú)立的scRNA-seq數(shù)據(jù)集驗(yàn)證了這些樞紐基因的表達(dá)模式。通過免疫細(xì)胞化學(xué)檢測(cè)已建立的SSC標(biāo)記物，確認(rèn)了SSCs富集培養(yǎng)物的細(xì)胞類型。多組學(xué)綜合分析顯示，與成纖維細(xì)胞相比，SSCs中的線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)基因表達(dá)顯著增強(qiáng)，包括TOMM和TIMM家族成員以及某些ATP酶和SLC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的上調(diào)。樞紐基因（TOMM22、TIMM17A、ATP6V1A、SLC25A3）具有較高的網(wǎng)絡(luò)中心性，并在多個(gè)scRNA-seq數(shù)據(jù)集中始終在未分化的SSC簇中富集。miRNA-mRNA相互作用模型鑒定出幾種在SSCs中表達(dá)的miRNA（如hsa-miR-4732-3p、hsa-miR-6503-3p），這些miRNA可能是線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的潛在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子。人類SSCs表現(xiàn)出獨(dú)特的線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)基因特征，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)導(dǎo)入機(jī)制和代謝轉(zhuǎn)運(yùn)組分的表達(dá)增強(qiáng)。這些發(fā)現(xiàn)為理解SSCs中的線粒體調(diào)控提供了全面的分子框架，并為研究生殖系代謝和干細(xì)胞維持機(jī)制確立了新的候選靶點(diǎn)。