Sertoli cells are crucial for spermatogenesis in the seminiferous epithelium because their actin cytoskeleton supports vesicle transport, cell junction, protein anchoring and spermiation. Here, we show that junction-mediating and regulatory protein (JMY), an actin regulating protein, also affects endocytic vesicle trafficking and Sertoli cell junction remodeling since disruption of these functions induced male subfertility in Sertoli cell-specific Jmy knockout mice. Specifically, these mice have: a) impaired BTB integrity and spermatid adhesion in the seminiferous tubules; b) high incidence of sperm structural deformity; c) reduced sperm count and poor sperm motility. Moreover, the cytoskeletal integrity in Sertoli cell-specific JMY knockout mice was compromised along with endocytic vesicular trafficking. These effects impaired junctional protein recycling and reduced Sertoli cell junctions. In addition, JMY interaction with α-actinin1 and Sorbs2 was related to JMY activity and in turn actin cytoskeletal organization. In summary, JMY affects control of spermatogenesis through regulating actin filament organization and endocytic vesicle trafficking in Sertoli cells.

Abstract The aryl hydrocarbon receptor (AHR) plays an important role during mammalian embryo development. Inhibition of AHR signaling promotes the development of hematopoietic stem/progenitor cells. AHR also regulates the functional maturation of blood cells, such as T cells and megakaryocytes. However, little is known about the role of AHR modulation during the development of erythroid cells. In this study, we used the AHR antagonist StemRegenin 1 (SR1) and the AHR agonist 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo- p- dioxin (TCDD) during different stages of human erythropoiesis to elucidate the function of AHR. We found that antagonizing AHR signaling improved the production of human embryonic stem cell (hESC)-derived erythrocytes and enhanced erythroid terminal differentiation. RNA-sequencing showed that SR1 treatment of proerythroblasts upregulated the expression of erythrocyte differentiation-related genes and downregulated actin organization-associated genes. We found that SR1 promoted F-actin remodeling in terminally differentiated erythrocytes, favoring the maturation of the cytoskeleton and enucleation. We demonstrated that the effects of AHR inhibition on erythroid maturation resulted from an increase in F-actin remodeling. Our findings help uncover the mechanism for AHR-mediated human erythroid cell differentiation. We also provide a new approach toward the large-scale production of functionally mature hPSC-derived erythrocytes for use in translational applications.