酪氨酸磷酸化在精子获能中的作用

获能是精子发生顶体反应以及与卵子结合之前所必需的生理过程.研究发现在精子获能过程中伴随有蛋白质的磷酸化特别是酪氨酸的磷酸化.主要对酪氨酸磷酸化蛋白在精子获能过程中的作用及其存在的部位进行归纳总结,为进一步阐明精子获能分子机制奠定基础.     

哺乳动物精子磷酸化蛋白质组学研究进展

蛋白质的表达、修饰及相互作用的研究已成为后基因组学时代蛋白质组学中的重要内容。蛋白质磷酸化和去磷酸化作为最普遍的翻译后修饰之一,是精子细胞信号转导和酶调控、表达的主要分子机制,亦是精子、卵细胞信号识别及完成受精作用的关键环节。对精子磷酸化蛋白功能的研究有助于深入理解精子的获能、超激活运动的维持、发生顶体反应及精卵结合等受精过程的分子调控机理。对哺乳动物精子磷酸化蛋白质组学的研究进展,包括动物精子磷酸化蛋白质组学研究的技术方法、磷酸化蛋白质种类的鉴定、定量及其功能分析进行了综述,为进一步发掘与受精相关的重要生物标志物,揭示精子发育、繁殖潜能变化及受精分子机理奠定基础。     

哺乳动物受精过程中精子和透明带的初级及次级结合

在哺乳动物的受精过程中,获能的精子穿过卵丘细胞层到达卵子透明带后,精子头部便结合在透明带的表面上.精子和透明带的结合可以分为初级结合和次级结合两个阶段,初级结合是指二者在顶体反应之前的结合,次级结合是指二者在顶体反应之后的结合.精子和透明带的结合是精子顶体反应和精子入卵的先决条件,是哺乳动物受精过程中非常重要的环节,涉及到精子以及透明带的多种蛋白质分子之间的相互作用.这方面的研究工作主要是以小鼠为实验对象进行的,在其他哺乳动物中也有很多报道.本文将主要以小鼠为例,概述哺乳动物受精过程中精子和透明带结合的分子机制,并兼述在二者的结合过程中透明带糖蛋白ZP3对精子顶体反应的诱导作用.     

哺乳动物精子获能过程中信号通路研究进展

哺乳动物精子在雌性生殖道内及体外获能培养过程中伴随着胆固醇外流、质膜重组、离子通道调节及获能相关蛋白磷酸化状态改变等相关生理调节过程,其中信号通路及相应信号分子对精子获能及功能修饰起到重要调节作用,成为精子细胞超激活运动及完成受精作用的关键环节。根据近年来的研究报道,对哺乳动物精子获能过程中已知的信号通路、信号分子及调节因子、离子通道、存在的问题及未来研究主要方向进行综述,为精子体外培养及辅助生殖等提供理论参考。     

SNARE蛋白及其相关蛋白在精子顶体反应中的作用

精子顶体反应是指精子顶体外膜与精子质膜发生细胞内多点融合的反应,其过程属于特殊的胞吐过程。精子顶体反应是一个复杂严谨的生理过程,不仅需要诱导剂的诱导,还需要多种相关膜融合蛋白的参与。SNARE蛋白及其相关蛋白能够调控哺乳动物细胞内的融合,尤其在精子顶体反应过程中发挥着重要作用。其中SNARE蛋白是核心成分,与其相关蛋白相互作用,共同参与精子顶体反应过程。现主要对SNAREs、Rab、Munc-18、complexin、synaptotagmin和α-SNAP等蛋白质在精子顶体反应中的作用进行概述。     

调控精子获能的相关因素

获能是精子发生顶体反应以及与卵子结合之前所必需的生理过程,目前精子获能的机制得到初步阐明,获能伴随着质膜重组,离子通道的调节,胆固醇的流失以及许多蛋白磷酸化状态的改变.获能同时受到内在和外在因子的调节,其中胆固醇、HCO3-、Ca2+以及蛋白磷酸化在精子获能过程中发挥着重要作用.     

哺乳动物受精与透明质酸

哺乳动物精子在睾丸内产生之后,经历了附睾内成熟,雌性生殖道中获能以及超激活运动,最终获得了受精能力。在透明带或其他因素诱导下,发生顶体反应。１精子的成熟与获能精子的成熟与获能,均与精子头部膜的变化有关,精子从附睾头向附睾尾的运动过程中,逐步获得受精能力（Ｙａｎａｇｉｍａｃｈｉ,１９９４）。附睾内精子成熟的变化主要发生在以下几个方面：１．质膜上胆固醇含量增多。２．由于吸附了附睾分泌的大量蛋白质...     

哺乳动物精卵融合机制

最近基因打靶研究揭示出了参与精卵结合和融合的各种分子。精子中ADAMs因子（是含有裂解蛋白和金属蛋白酶结构域蛋白质家族）,包括繁殖因子α、繁殖因子β以及cyritestin,经过研究已经发现它们对精卵结合有重要作用,而对精卵的融合不重要。通过研究推测出其受体为卵母细胞整合蛋白,其对精卵交互作用是必需的。最近,一些研究表明CD9和卵母细胞上GPI锚定蛋白（glycosyl phosphatidyl inositol糖基磷脂酰肌醇）,以及精子上的附睾蛋白DE均是精卵融合过程中的侯选因子,如果缺乏这些蛋白质分子或其作用受到干扰将导致精卵融合机制紊乱。综述重点讨论了参与精卵交互作用的相关分子的最新研究进展。     

双酚A暴露对哺乳动物精子蛋白酪氨酸磷酸化的影响

双酚A(BPA)是一种人工合成的雌激素性化合物,广泛存在于环境中,对哺乳动物内分泌有干扰作用,影响雄性生殖系统功能。本研究以新鲜猪精子、17 ℃保存猪精子以及小鼠精子为对象,采用体外培养方法,利用蛋白免疫印迹(WB)和免疫荧光技术,分析不同浓度BPA(0、0.1、1、10、100 μmol·L^-1)暴露对哺乳动物精子蛋白酪氨酸磷酸化的影响及分子机制。结果表明: 低中浓度(0.1、1 μmol·L^-1)BPA暴露对新鲜猪获能精子蛋白酪氨酸磷酸化具有显著促进作用,但在高浓度(10、100 μmol·L^-1)BPA暴露下,猪获能精子蛋白酪氨酸磷酸化呈现降低趋势。BPA暴露下,小鼠获能精子蛋白酪氨酸磷酸化随BPA浓度的增加而增强,并且BPA影响猪和小鼠精子获能相关酪氨酸磷酸化修饰的蛋白种类不同。表明BPA暴露对哺乳动物精子的影响具有物种特异性。免疫荧光结果显示BPA对精子蛋白酪氨酸磷酸化的影响主要发生在鞭毛的中段和主段。     

获能期间精子蛋白的酪氨酸磷酸化

哺乳动物精了获能是精子与卵子成功受精的前提。蛋白酪氨酸磷酸化对精子获能十分重要。精了获能期蛋白酪氨酸磷酸化程度增高与sAC/cAMP/PKA途径、受体酪氨酸激酶途径和非受体蛋白酪氨酸激酶途径调节有关。获能过程中酪氨酸磷酸化蛋白分布于精子细胞的不同区域,蛋白的酪氨酸磷酸化与精子功能密切相关。     

雌性生殖道碳酸氢根分泌机制及其对精子受精能力的影响

雌性生殖道内微环境对精子获得受精能力所依赖的一系列分子事件起关键性作用。研究表明,雌性生殖道含有高浓度的碳酸氢根,而且已经证明此阴离子对精子功能(包括精子运动,精子获能,超激活运动以及顶体反应)起重要的作用。本综述详细总结了雌性生殖道内微环境碳酸氢根对精子功能的影响及其分子机制,并探讨子宫内碳酸氢根的分泌机制。同时对碳酸氢根分泌受损可能是女性不育的一个病因提供了最新证据。     

与顶体反应相关的抗人精子单克隆抗体及其抗原的特性 Ⅱ单克隆抗体对精子功能的影响以及抗原定位与免疫印迹

精子只有经过获能和顶体反应,才能与卵融合。本文对以体外诱导的顶体反应人精子作为免疫原制备的23个单克隆抗体进行了一系列鉴定,结果表明:所得单克隆抗体的间接免疫荧光染色,主要定位在人精子的赤道板和中段,没有发现定位于顶体及顶体后的单克隆抗体。某些单克隆抗体的间接免疫荧光染色部位在顶体反应后发生了改变。有18个单克隆抗体显示程度不同的精子凝集作用,未发现有精子制动作用的单克隆抗体。免疫印迹证实,有9个单克隆抗体的靶抗原是蛋白质类物质。     

精子中孕酮的非基因组效应

孕酮是调节哺乳动物成熟精子功能最重要的生理激素,能瞬时增加精子胞内Ca2+和c AMP含量,激活精子获能、超活化、趋化性和顶体反应等生理功能。由于成熟精子基因转录沉默,孕酮的生理效应主要通过相关膜受体介导的非基因组效应实现,而探讨孕酮非基因组效应机制一直是生殖领域的研究热点。本文将从孕酮对精子生理功能的影响,精子细胞膜上可能的孕酮受体以及孕酮相关的细胞内信号通路等方面对目前研究进展进行综述。     

哺乳动物精卵融合必需蛋白质IZUMO1-JUNO/CD9的研究进展

精卵融合是受精过程中最为重要的步骤。目前公认IZUMO1、JUNO和CD9 (cluster of differentiation antigen 9)为精卵融合的必需蛋白质,其中IZUMO1与JUNO在精卵识别时会形成复合体。有研究表明IZUMO1、JUNO和CD9主要参与精卵融合最初的黏附过程,且它们之间是相互关联发挥作用的。近年来由于X射线晶体学相关技术的发展, IZUMO1-JUNO晶体结构基本被阐明,然而精卵融合的具体分子机制仍未被完全揭示。所以,对哺乳动物精卵融合必需蛋白质IZUMO1-JUNO/CD9的结构、功能和分子机制进行阐述是十分必要的。     

丙烯酰胺对离体人成熟精子功能的影响

该文研究了丙烯酰胺在体外对人成熟精子功能的影响。不同浓度(0,2,10,50,250,1 000μmol/L)的丙烯酰胺溶液在体外处理人成熟精子,利用伊红苯胺黑染色、计算机辅助精子分析系统、金霉素染色、精子单细胞钙成像等方法检测精子活力、运动、获能、顶体反应和胞内钙动员等生理功能。结果显示,不同浓度的丙烯酰胺溶液对人成熟精子活率、运动、获能、顶体反应以及胞内钙动员等生理功能均未有显著影响。推测丙烯酰胺体外急性染毒在短时间内并不抑制人成熟精子功能。     

小鼠精子热休克蛋白90的棕榈酰化

蛋白质棕榈酰化是指饱和十六碳的棕榈酸盐通过硫酯键或者酰胺键连接在蛋白质肽链的半胱氨酸上,属翻译后修饰,可影响蛋白质的相互作用、稳定性及定位等功能。热休克蛋白90(heat shock protein 90,Hsp90)是一种重要的分子伴侣,已证明其参与精子获能等生理过程。然而,哺乳动物精子中是否存在蛋白质棕榈酰化,Hsp90在精子不同生理状态下是否发生棕榈酰化,目前尚不清楚。本研究首先采用酰基-生物素置换法检测小鼠附睾尾部成熟精子总蛋白质棕榈酰化情况,然后通过CSS-Palm 4.0软件预测Hsp90的棕榈酰化位点,再进一步结合免疫沉淀方法检测附睾头部、附睾尾部精子的Hsp90棕榈酰化情况。结果显示,小鼠附睾尾部精子多种蛋白质存在棕榈酰化,其中分子量大小约50、65、72、85和130 k Da的蛋白质发生棕榈酰化最为显著;软件预测显示Hsp90两个亚型共有5个棕榈酰化位点;免疫沉淀结果也显示小鼠精子存在棕榈酰化的Hsp90,且其棕榈酰化水平与小鼠精子的生理状态有关:附睾尾部棕榈酰化水平比附睾头部高,而获能后的棕榈酰化水平比获能前明显升高。以上结果表明,哺乳动物精子中存在蛋白棕榈酰化,且Hsp90棕榈酰化可能参与精子生理状态的调节。     

哺乳动物精子中的ZP3结合蛋白研究进展

哺乳动物卵透明带糖蛋白ZP3(zona pellucida3)是介导精卵初级结合、诱发精子发生顶体反应的关键分子。目前已在精子中发现多种ZP3结合蛋白。95kD酪氨酸激酶受体可能通过其酪氨酸激酶活性介导ZP3诱发的顶体反应。β—1,4—半乳糖基转移酶与ZP3的糖基结合后,通过激活下游信号分子诱发顶体反应。精子蛋白sp56可能介导了顶体反应期间顶体基质与ZP之间的相互作用。透明带粘附素(zonadhesin)也是在顶体反应发生之后才与ZP发生相互作用。这些精子蛋白介导的下游信号事件将是下一步研究的热点。     

钙信号在卵母细胞激活中的作用

钙信号是胞内主要的第二信使之一,发挥广泛的作用如细胞分裂、细胞凋亡等,对细胞的生命活动起着非常重要的作用。在精子和卵母细胞中,钙信号对精子获能、顶体反应、卵母细胞成熟、受精及卵裂等一系列复杂的过程有非常重要的影响。现就Ca2 在卵母细胞中的释放机制、信号转导途径、调控功能作一综述。     

精子获能及其发展

获能是哺乳动物精子受精前必须经历的一个成熟过程,它所需时间因种而导,并具有非均一怀和可逆性,获能涉及精子质膜去获能因子（ＤＦ）的去除和膜组分的重新分布,包括膜脂成分的改变,蛋白迁移,受体暴露,钙通道激活,胞内ｃＡＭＰ产生和蛋白酪氨酸磷酸化等,获能的终点是发生顶体反应（ＡＲ）并呈现超激活运动（ＨＡＭ）受精取决于上述变化,并可用金霉素染色法,ＡＲ,ＨＡＭ和穿卵率定量检测获能。     

精卵融合过程中关键蛋白的研究进展

受精作用是有性生殖过程中的终极事件,精子与卵子间的融合过程是其中最关键的步骤。单倍体的精子和卵子相互识别和融合形成一个双倍有机体。尽管其潜在的分子机制还不是很清楚,但是最近的基因敲除试验已经证实精卵融合过程中需要3个必不可少的因子:位于卵母细胞上的CD9蛋白,精子上的Izumo1蛋白及其在卵母细胞上的受体蛋白Juno。缺乏其中的任何一种蛋白分子将会导致精卵融合机制紊乱。综述重点介绍了这3种精卵融合关键蛋白的最新研究进展。