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精子形成是圆形精子细胞转变为流线型、具备受精能力的精子的过程，代表了细胞形态发生的极致。尽管经过数十年的努力，在睾丸之外重现精子形成过程仍然十分困难，这凸显了原生组织微环境中信号的重要性。然而，这些信号的性质仍知之甚少。在本研究中，我们发现机械刺激可诱发精子细胞中的Ca²⁺内流，并鉴定出跨膜通道样蛋白5（TMC5）是介导这一反应的主要因子。在小鼠和人类睾丸中，TMC5均选择性表达于精子细胞，并定位于质膜。TMC5与TMC7及钙和整合素结合蛋白（CIB）相互结合，类似于感觉器官中的TMC–CIB机械转导复合物。在机制上，Tmc5缺失阻断了机械刺激诱发的Ca²⁺内流，导致细胞骨架重塑紊乱，并使精子形成所必需的CREMτ依赖性转录程序失效。因此，TMC5是将机械信号与精子发育相耦联的必需因子，这一发现对理解男性不育具有直接意义。
5
圣路易斯华盛顿大学医学院：圣路易斯华盛顿大学医学院
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Jung-Bum Shin
1
弗吉尼亚大学；
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Sameer S. Bajikar
1
弗吉尼亚大学；
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Gloria M Sheynkman
1
弗吉尼亚大学；
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Bimal N. Desai
1
弗吉尼亚大学；
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Brian P. Hermann
2
德克萨斯大学圣安东尼奥分校；
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Christopher B. Geyer
3
东卡罗来纳大学；
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精子形成是指圆形精子细胞转变为形态精简、具备受精能力的精子，是细胞形态发生过程中最为极端的过程。尽管数十年来研究者为此付出了诸多努力，精子形成仍难以在睾丸之外重现，这凸显了原生组织环境中各种线索的重要性。然而，这些线索的性质仍知之甚少。在此，我们发现机械刺激可诱发精子细胞中的 Ca²⁺ 内流，并确定跨膜通道样蛋白 5（TMC5）是介导这一反应的主要因子。在小鼠和人类睾丸中，TMC5 选择性表达于精子细胞，并定位于质膜
膜。TMC5与TMC7及钙和整合素结合（CIB）蛋白相互作用，这与感觉器官中的TMC-CIB机械转导复合物相似。在机制层面，Tmc5缺失会阻断机械刺激诱发的Ca2+内流，进而扰乱细胞骨架重塑，并导致精子形成所需的CREMτ依赖性转录程序失效。因此，TMC5对于将机械信号与精子发育相耦联至关重要，并且与男性不育直接相关。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development，
，R01HD118160
版权
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本文依据
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发布于2026年9月28日。
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精子发育需要TMC5依赖的机械响应性钙内流
Seham
Ebrahim
，
Wenxuan Sharon
Zheng
，
Lorena
Roa-de la
Cruz
,
John
Duncan
,
Liam James McFarlin
Slocomb
,
Betta
Chopard
,
Michelina
Kierzek
,
Fan
Lin
,
Alexander
Webb
,
Erin
Jeffery
,
Celia M.
Santi
,
Jung-Bum
Shin
,
Sameer S.
Bajikar
,
Gloria M
Sheynkman
,
Bimal N.
Desai
,
Brian P.
Hermann
,
Christopher B.
Geyer
bioRxiv
2026.09.26.754653；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.26.754653
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精子发育需要依赖 TMC5 的机械响应性钙离子内流
Seham
Ebrahim
,
Wenxuan Sharon
Zheng
,
Lorena
Roa-de la Cruz
,
John
Duncan
,
Liam James McFarlin
Slocomb
,
Betta
Chopard
,
Michelina
Kierzek
,
Fan
Lin
,
Alexander
Webb
,
Erin
Jeffery
,
Celia M.
Santi
,
Jung-Bum
Shin
,
Sameer S.
Bajikar
,
Gloria M
Sheynkman
,
Bimal N.
Desai
,
Brian P.
Hermann
,
Christopher B.
Geyer
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2026.09.26.754653；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.26.754653
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关键词：精子形成 · TMC5 · 机械信号转导 · 钙离子内流 · 细胞骨架重塑 · 男性不育
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.26.754653v1?rss=1