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Gordon Holmes综合征（GHS）是一种罕见的常染色体隐性遗传病，临床特征包括低促性腺激素性性腺功能减退、小脑性共济失调和进行性认知障碍。该病预后差，分子机制迄今未明。全基因组测序已在GHS患者中鉴定出E3泛素连接酶RNF216和去泛素化酶OTUD4的突变，而仅携带RNF216纯合或复合杂合突变的患者即可同时出现神经和生殖系统异常，提示RNF216是该病的主要致病基因。已知GHS相关的RNF216突变多位于其催化活性的RBR结构域附近，体外实验证实这些突变可完全消除E3泛素连接酶活性，但RNF216介导的泛素化在精子发生障碍中的具体分子机制仍不清楚。

美国密歇根州立大学的Chen Chen教授团队在本刊发表了题为“Human Gordon Holmes Syndrome modeling in mice reveals essential function of RNF216 ubiquitination in spermatogenesis and male fertility”的研究快讯。该研究利用CRISPR-Cas9技术将GHS患者的RNF216致病点突变（R751C）引入小鼠，构建了首个人类GHS小鼠模型，揭示了RNF216 E3泛素连接酶活性对精子发生和雄性生育力的必需作用。

1. 研究方法

研究团队利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术，将RNF216 R751C突变导入小鼠，经Sanger测序和PCR验证突变准确插入。随后，通过繁殖实验检测雄性和雌性突变小鼠的生育力；对成体睾丸及附睾尾横切面进行苏木精-伊红染色，观察组织学改变；用Western blot和免疫荧光检测RNF216蛋白的表达水平与亚细胞定位；借助免疫荧光染色定量生殖细胞和支持细胞数目；以TUNEL法评估睾丸生殖细胞凋亡情况。

2. 研究结果

Sanger测序证实各代小鼠均正确携带突变（图1A、B）。繁殖实验显示，野生型雄鼠每窝平均产6.8只幼鼠，而Rnf216 GHS雄鼠完全不育，繁殖4个月内产幼数为零（图1C）。雌性突变小鼠生殖发育正常且维持生育力。

 

图1人类GHS RNF216突变破坏小鼠精子发生并导致雄性不育

表型分析表明，Rnf216 GHS成年雄鼠体型与野生型相似（图1D），但睾丸体积和重量显著减小（图1E、F）。睾丸组织学分析显示大量生殖细胞丢失，附睾尾精子显著减少（图1G），该表型与Rnf216敲除（KO）小鼠高度一致，表明E3连接酶失活突变足以复制基因敲除表型。Western blot和免疫荧光证实Rnf216 GHS小鼠睾丸中存在突变RNF216蛋白表达，其亚细胞定位（核内，主要分布于精原细胞和精母细胞）与野生型相同（图1H、I），排除了蛋白缺失或错误定位导致表型的可能。

进一步定量分析显示，Rnf216 GHS睾丸生殖细胞数量显著减少，而支持细胞（SOX9⁺）数量不受影响（图1J、K），生殖细胞数量减少而支持细胞数量不变。TUNEL染色显示，6周龄Rnf216 GHS睾丸中凋亡显著增加（图1L），与生殖细胞进行性退化的时序相吻合。这些结果表明，人类GHS相关RNF216 E3连接酶失活突变单独即可在体内破坏精子发生，导致雄性小鼠不育，RNF216 E3泛素连接酶活性在GHS病因中起关键作用。

3. 研究结论

本研究构建了首个人类GHS小鼠模型，仅单个氨基酸突变就完整复制了基因敲除小鼠的生殖缺陷，证明了RNF216的E3连接酶活性在精子发生中不可或缺。该模型有助于后续鉴定睾丸中RNF216的生理底物及其介导的K11/K63泛素链修饰，也为探索GHS治疗策略提供平台。

文章来源

免费全文下载链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304226000280

引用这篇文章：

Mann JM, Wei C, Yan X, Xie H, Demireva EY, Chen C. Human Gordon Holmes Syndrome modeling in mice reveals essential function of RNF216 ubiquitination in spermatogenesis and male fertility. Genes Dis. 2026;13(5):102056.

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