Cell頭條：破解精子與卵細(xì)胞的結(jié)合過程
日期：2010-11-09 11:53:57
來自瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院（Karolinska Institutet），日本名城大學(xué)（Meijo University）的研究人員通過分析卵細(xì)胞蛋白膜，發(fā)現(xiàn)了卵細(xì)胞與精子直接接觸部位的結(jié)構(gòu)，這為解析生育的奧秘，以及理解不孕不育的原因，提供了重要的理論基礎(chǔ)，也有助于設(shè)計(jì)非激素類的避孕藥。這一研究成果公布在Cell雜志上。
精子與卵細(xì)胞結(jié)合的過程一直以來都受到科學(xué)家們的關(guān)注，研究認(rèn)為，成熟的卵細(xì)胞離開卵巢之后，就會(huì)來到輸卵管中，此次精子也會(huì)來到輸卵管，但是兩者并不能馬上結(jié)合。首先精子需要破除卵子外圍的保護(hù)層，這些由豐富的粘多糖和糖蛋白組成的保護(hù)層阻止精子與卵子結(jié)合。其次是融合的過程，開始融合時(shí)卵細(xì)胞膜上的絨毛先將精子抱合，兩者的細(xì)胞膜逐漸融合，并釋放皮質(zhì)顆粒，使透明帶硬化阻止其余精子再進(jìn)入，以免多個(gè)精子與一個(gè)卵子結(jié)合。
在這個(gè)過程中，卵細(xì)胞透明帶作用重要，因?yàn)橥该鲙?nèi)外表面各點(diǎn)上的受體會(huì)對(duì)精子進(jìn)行識(shí)別，種識(shí)別保證了人卵子只能和人精子結(jié)合的專一性。經(jīng)過識(shí)別后，透明帶才分解，允許精子進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)。然而一直以來，科學(xué)家們并不了解這一受體識(shí)別過程。
在這篇文章中，研究人員利用歐洲同步輻射裝置（European Synchrotron Radiation Facility, ESRF）收集的數(shù)據(jù)，解析了受精過程中，卵子與精子相互作用的機(jī)制。
研究人員破解了完整受卵體（egg receptor，同雌雄同體動(dòng)物的受卵器）的三維結(jié)構(gòu)，繪制出了卵細(xì)胞與精子結(jié)合的受體分子——ZP3的三維結(jié)構(gòu)，從而了解了這一基本生物學(xué)過程的相關(guān)機(jī)制。
這項(xiàng)研究為人們了解卵細(xì)胞受體如何分泌，以及如何形成其結(jié)構(gòu)的過程提供了重要信息，也對(duì)于人類生殖醫(yī)學(xué)具有重要意義，在這一成果的基礎(chǔ)上，科學(xué)家們將能進(jìn)一步闡明由于受體基因突變而造成的不孕不育的機(jī)制，而且這項(xiàng)研究也可以幫助研究人員設(shè)計(jì)針對(duì)卵子-精子相互作用的非激素類特異性避孕藥。
除此之外，近期研究人員在精子卵子的研究方面也獲得了其它的相關(guān)進(jìn)展，比如同樣發(fā)表在Cell上的文章中，研究人員獲得了精子生理特征研究方面的新進(jìn)展：發(fā)現(xiàn)了研究男性生殖問題的一個(gè)新靶位。
研究發(fā)現(xiàn)Hv1僅容許精子胞核內(nèi)的質(zhì)子向胞漿內(nèi)排出，這個(gè)過程并不可逆，并且質(zhì)子進(jìn)入胞漿后就誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境堿化，激活精子，使得精子擁有快速游動(dòng)的能力。科學(xué)家們認(rèn)為，Hv1可能成為研究男性生殖問題的一個(gè)新靶位，比如，研制避孕藥或是治療不孕癥。
