揭秘受精分子机制男女皆宜的中性避孕药有望问世-【新闻】

网导读：Science上的这项新发现得益于Lishko及其同事YuriyKirichok五年前在加州大学伯克利分析及加州大学旧金山分校开发的技术，该技术可使研究人......

目前，80%的男性不育病因是无法确定的，部分原因是人们对精子产生过程及与卵子交互作用的分子机制了解甚少，一半的不育不孕夫妇可能要归咎于精子。

然而，由于美国政府禁止使用联邦基金来进行精子和卵子的共同研究，因此很少有人进行精子卵子相互作用引发不育的研究。直到五年前，科学家还是难以利用普通实验室技术来进行精子内部工作的研究。

Science揭晓受精的分子机制

加州大学的生物学家发现了控制精子最后冲刺并与卵子受精的关键分子，揭示了男性不育的潜在原因，并为开创男女皆宜的避孕措施铺垫了道路。

这种关键分子是响应雌性激素黄体酮的蛋白质受体，黄体酮由卵细胞或卵母细胞释放，是精子游动的最终目标。精子尾部表面包含了成千上万的这种蛋白受体，当精子靠近卵子时，激素激活受体并触发级联反应，推动精子进入并有望穿透保护卵子的细胞。

本文第一作者，加州大学伯克利分校及加州大学旧金山分校的博士后研究员MelissaMiller表示，如果受体蛋白不能识别黄体酮，那么女性将不能怀孕，这让我们认识了人类精子活动的另外一种途径。

本文第二作者，加州大学伯克利分校分子和细胞生物学助理教授PolinaLishko指出，多种组织包括大脑、肺及平滑肌都含有黄体酮或孕激素受体，它们可能以类似的方式引发组织变化。她表示，研究人员下一步将在表达该蛋白的其他组织中观察黄体酮是否发生类似的作用，从而影响疼痛敏感神经元的疼痛调节阈值、肺组织表面活性剂的产生以及哮喘中过度的平滑肌收缩，这可能是所有细胞都存在的普遍途径。

Science上的这项新发现得益于Lishko及其同事YuriyKirichok五年前在加州大学伯克利分析及加州大学旧金山分校开发的技术，该技术可使研究人员在精子尾部放置电极并记录精子对激素的反应，这是探索控制精子行为的分子级联反应的关键。

通过该技术，研究人员发现精子尾部的多数受体CatSper钙离子通道被卵子的黄体酮激活。黄体酮打开了钙离子通道的大门，让带电钙原子涌入细胞，引发后续的生化级联反应，最后促发精细胞与卵细胞相互作用并受精。

然而，Miller和Lishko怀疑，黄体酮并不直接作用于钙通道，而是作用于钙通道上的一些受体，反过来激活了钙通道。

而事实证明如此。他们的研究表明黄体酮先与一种神秘的酶ABHD2结合，这种酶在精子中含量很高。一旦黄体酮与精子表面的这种酶结合，钙离子通道抑制剂脂质（2AG）就会被消除并打开钙离子通道，最终激活精子。

钙离子通道CatSper抑制剂的存在可能有一个很好的理由：为了防止精子过早地与卵子作用并消耗细胞内有限的能源，Miller说。人们倾向于认为受精就像一场马拉松，最快最强大的精子是最终的赢家。然而我们相信受精更像一场环法自行车赛，前面的赛手为真正的赢家挡风开道。受精是一项团体运动，第一个精子为比赛扫清了道路，耗尽能量突破细胞的屏障，因此缓慢而稳定的精子才可以顺利进入卵母细胞。

该研究还揭示了类固醇（如黄体酮）由久以来的谜团：为何以两种截然不同的方式起作用？作为性激素，黄体酮通常会触发细胞中的一连串事件，改变细胞核中的基因表达；然而有时黄体酮也会引发细胞的瞬间变化称为非基因组类固醇信号。

目标：发展男女皆宜的避孕药

使这种受体失去活性的药物有望成为一种良好的中性避孕用具男女皆适宜。Miller说，一个很酷的想法是，我们的目标是发展男女皆宜的避孕措施，如果能阻止黄体酮的诱导过程，精子将无法到达或穿透卵母细胞。

虽然有其他方式来阻止精子的启动过程，比如精子超活化等，但开发中性避孕是更好的选，Miller补充到。

Miller研究了老鼠、小鼠、牛、野猪以及人类精子以了解不同物种的受精过程，她说，精子是研究非基因组类固醇信号的完美系统，因为精子中的基因是沉默的，也不存在正常的类固醇信号。发现精子中类固醇信号的基本知识后，可对其他类型细胞中的相似过程进行研究。

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