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,就會來到輸卵管中,此次精子也會來到輸卵管,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,以免多個精子與一個卵子結(jié)合。
在這個過程中,卵細(xì)胞透明帶作用重要,因為透明帶內(nèi)外表面各點(diǎn)上的受體會對精子進(jìn)行識別,種識別保證了人卵子只能和人精子結(jié)合的專一性。經(jīng)過識別后,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,而且這項研究也可以幫助研究人員設(shè)計針對卵子-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的能力??茖W(xué)家們認(rèn)為,Hv1可能成為研究男性生殖問題的一個新靶位,比如,研制避孕藥或是治療不孕癥。