受精是两个细胞的结合:一个卵子和一个精子。在卵子和精子融合之前,精子中需要发生称为“顶体反应”的事件。现在,大阪大学的一个团队已经确定了一种名为FER1L5的蛋白质,它对精子进行顶体反应至关重要。

研究人员确定蛋白质FER1L5对小鼠的雄性生育能力至关重要

精子头部前部有一个帽状囊泡结构,称为顶体。当精子在哺乳动物的雌性生殖道中移动时,会发生顶体反应,这涉及释放顶体中的分子以促进受精。尽管顶体反应对于精子使卵子受精至关重要,但调节顶体反应的分子机制仍不清楚。

研究小组检查了FER-1,这是一种线虫(即蛔虫)受精所必需的ferlin家族蛋白,称为秀丽隐杆线虫。与人类和老鼠等哺乳动物的精子不同,秀丽隐杆线虫的精子像变形虫一样移动。已发现FER-1对于膜细胞器融合和变形虫运动的启动很重要。在小鼠中,六种ferlin家族蛋白与FER-1相似:DYSF、OTOF、MYOF、FER1L4、FER1L5和FER1L6。虽然已知DYSF与肌营养不良症和OTOF与耳聋有关,但仍需要澄清类似于FER-1的蛋白质是否与哺乳动物精子功能有关。

第一作者AkaneMorohoshi解释说:“当我们培育出缺少ferlin家族一个特定成员FER1L5的小鼠时,雄性小鼠的精子无法使卵子受精。”然而,缺乏FER1L5的雌性小鼠的生育能力没有变化。然后该团队继续证明缺乏FER1L5的精子无法进行顶体反应。“即使我们添加了强诱导剂,在缺乏FER1L5的精子中也没有发生顶体反应,这表明FER1L5对顶体反应至关重要,”资深作者HaruhikoMiyata解释道。

“我们的结果表明,ferlin蛋白的功能从线虫到小鼠都得到了很好的保护,尽管它们的精子看起来不同,”资深作者MasahitoIkawa解释道。虽然这项研究是在小鼠身上进行的,但已知FER1L5蛋白存在于人类精子中。因此,这项研究的进一步研究可能会导致人类男性不育症的新治疗和诊断方法。

文章“富含睾丸的ferlin,FER1L5,是Ca2+激活的顶体反应和男性生育能力所必需的”,发表在ScienceAdvances上。