摘要

線粒體蛋白質的導入和轉運系統在維持干細胞的代謝能力和蛋白質穩態方面發揮著重要作用。然而，人類精原干細胞（SSCs）中線粒體轉運蛋白復合體（TOM/TIM）及轉運基因的轉錄結構仍不明確。我們采用了一種綜合分析方法，結合了對人類SSCs富集細胞群體的批量微陣列分析（每組3個生物學重復樣本）和互補的單細胞RNA測序（scRNA-seq）數據集。通過差異表達分析（limma；|log?FC| ≥ 2，adj. P < 0.05）、共表達網絡構建（WGCNA）、蛋白質-蛋白質相互作用映射（STRING/cytoHubba）以及miRNA-mRNA調控推斷，識別出關鍵的線粒體轉運基因節點。使用獨立的scRNA-seq數據集驗證了這些樞紐基因的表達模式。通過免疫細胞化學檢測已建立的SSC標記物，確認了SSCs富集培養物的細胞類型。多組學綜合分析顯示，與成纖維細胞相比，SSCs中的線粒體轉運基因表達顯著增強，包括TOMM和TIMM家族成員以及某些ATP酶和SLC轉運蛋白的上調。樞紐基因（TOMM22、TIMM17A、ATP6V1A、SLC25A3）具有較高的網絡中心性，并在多個scRNA-seq數據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中表達的miRNA（如hsa-miR-4732-3p、hsa-miR-6503-3p），這些miRNA可能是線粒體轉運網絡的潛在轉錄后調控因子。人類SSCs表現出獨特的線粒體轉運基因特征，表現為蛋白質導入機制和代謝轉運組分的表達增強。這些發現為理解SSCs中的線粒體調控提供了全面的分子框架，并為研究生殖系代謝和干細胞維持機制確立了新的候選靶點。