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在哺乳动物中，睾丸中的精子虽然完成了形态发生，但是却缺乏运动能力和使卵受精的能力，这些能力主要是精子在长达数米的附睾管中运行数周后获得的，期间涉及了附睾不同区域上皮细胞分泌的多种蛋白质对精子表面的修饰和加工。lipocalin家族作为运载蛋白被人们所认识，但是其功能却不只限于转运输水性分子，它们同时也可以作为信息素，味觉和嗅觉蛋白，参与合成前列腺素D，着色，细胞稳态调节和免疫调节。有一群被称为附睾lipocalin的lipocalin成员在基因组中成簇存在，其中的大部分成员都特异地在附睾中表达，并可能参与了附睾对精子成熟过程的调节。本文第一部分对大鼠Lcn13的表达特性进行了详细研究，并尝试对其功能进行探索;第二部分在细胞水平建立了由CRISPR/Cas9系统引导的DNMT3定向催化DNA甲基化而实现基因稳定下调的方法。 我们第一部分工作的研究结果表明，大鼠Lcn13基因处于附睾lipocalin基因簇中，其基因结构、蛋白质序列特征及预测的蛋白质三维结构均具有典型的lipocalin蛋白特征。大鼠Lcn13的mRNA和蛋白质均特异表达在附睾的起始区和附睾近端头部，并部分受雄激素调控。在出生后30天的大鼠附睾中可检测到Lcn13 mRNA的表达，而LCN13蛋白质则要在出生后45天的大鼠附睾中才能检测到，出生60天后Lcn13的mRNA和蛋白质水平达到最高并一直维持恒定。LCN13蛋白特异地在附睾起始区和近端头部上皮细胞中合成并分泌到附睾管腔中，且结合于附睾各个区段的精子的项体区，但是附睾尾部精子的结合信号明显减弱，有的甚至消失。为了研究大鼠Lcn13基因在精子成熟过程中的作用，我们筛选了可以有效敲低Lcn13表达的shRNA片段，并将其包装成慢病毒颗粒对附睾起始区进行注射。然而，虽然进行了方法上的优化，但是我们仍无法在附睾起始区稳定下调大鼠Lcn13基因的表达，也无法使对照组中的Lcn13表达量维持恒定。 在第二部分工作中，我们尝试利用CRISPR/Cas9系统来实现对细胞内源基因稳定下调的方法的建立。首先，我们构建了DNMT3L-DNMT3A与dCas9的融合表达载体，并在HCT116细胞内成功表达了该融合蛋白。然后，我们设计了一系列分别针对IFNAR1和IRF2启动子区CpG岛的sgRNA，并与DNMT3-dCas9表达载体共转染HCT116细胞。我们的研究结果表明，通过sgRNA将DNMT3-dCas9靶向到特定基因启动子区的CpG岛，可以实现对该基因CpG岛持续稳定的甲基化以及对靶基因的高效稳定下调，并且这种基因的下调可以导致明显的生物学效应。而RNA-seq的结果也显示，通过该方法下调靶基因的表达具有较高的特异性。此外，我们还证明，通过对CpG岛的甲基化修饰，可以显著降低该CpG岛内组蛋白修饰H3K4me3的水平。