精子膜表面蛋白的研究进展

动物的精子是一类结构和功能都十分特化的细胞,其膜表面存在多种糖蛋白或糖复合物,它们与精卵识别、结合以及质膜融合等受精活动密切相关,同时,作为精子膜抗原,在免疫避孕和免疫不育的治疗中具有广阔的应用前景。本文扼要概述了精子膜蛋白的研究进展。     

小鼠精子表面Con A结合糖复合物的形成与变化

用辣根过氧化物酶标记的ＣｏｎＡ（伴刀豆素Ａ）对小鼠睾丸与附睾切片,以及对取自附睾和子宫（交配后）内的精子涂片进行了标记,旨在认识精子在发生、成熟和获能过程中表面糖复合物的形成与变化。本研究表明,睾丸内的生精细胞和支持细胞均呈ＣｏｎＡ标记阳性。附睾的输出小管和附睾管上皮细胞,ＣｏｎＡ标记呈中度至强阳性,有部位的差别。附睾头和附睾尾内精子表面的标记无明显差别,标记位置均主要在顶体区和尾部。精子在子宫内存留１．５小时后,顶体后区出现中度阳性标记,但存留３小时和６小时后,顶体和顶体后区的标记均减弱或消失。这些结果提示,（１）精子发生期即可合成ＣｏｎＡ结合糖复合物,（２）精子在附睾成熟过程中表面的ＣｏｎＡ结合糖复合物无明显变化,（３）精子获能后顶体后区出现的ＣｏｎＡ结合糖复合物可能与受精能力有关。     

罗氏沼虾受精机制的细胞学研究

运用细胞学方法对罗氏沼虾的受精机理进行了初步研究,从卵巢中取邮的成熟卵,表面略有皱褶,无受精孔,不同于一般的节肢动物。成熟精子基部侧边分布许多成束的管状结构,其末端呈连续泡状。精卵接触时,这些泡破裂,膜与卵表膜融合,泡内的糖复合物对精卵识别,粘附可能起着重要和,从而使精子以基部侧边附着卵子表面,。     

华鲮受精早期的电镜观察

采用扫描和透射电镜观察了华鲮(Sinilabeo rendahli)成熟卵子、精子的形态特征和精子入卵的过程。结果显示:华鲮成熟卵子直径1.2 mm左右,仅有一个受精孔,卵膜表面有大量的不规则褶皱,精孔器表面平整;成熟精子全长约30μm,头部圆形无顶体;授精1 s精子大量附着于精孔器周围,仅有一个精子进入卵中,授精30~60 s受精孔内形成“受精栓”,精子开始溶解,卵膜逐渐隆起,褶皱消失。     

小鼠精子表面SBA结合糖复合物的形成与变化

用ＨＲＰ标记的大豆凝集素（ＳＢＡ）对睾丸与附睾切片,以及取自附睾和子宫（交配后）内的精子进行了标记,旨在认识精子在发生、成熟和获能过程中表面糖复合物的形成与变化规律。在睾丸内,精母细胞和早期精子细胞胞质内有一强阳性颗粒,处于精子形成期的精子细胞呈弱阳性标记。附睾管内的精子团呈强阳性,附睾管上皮则仅在游离缘呈弱阳性。交配后１．５小时自子宫内洗出的精子,其顶体区的标记增至强阳性,但随着在子宫内存留时间的延长,标记强度逐渐减弱或消失。结果表明,１）精子表面的ＳＢＡ结合糖复合物出现于精子形成期;２）在成熟和获能过程中精子表面的ＳＢＡ结合糖复合物发生明显的变化     

中华蚱蜢精子发生过程中花生凝集素受体的分布与变化

采用生物素标记的花生凝集素(PNA)对中华蚱蜢(Acrida cinerea)精子发生过程中细胞质膜的糖蛋白(含有糖基Gal--β(1,3)-GalNAC)进行了标记,旨在认识精子发生过程中细胞质膜糖复合物的形成与变化规律,探讨其所具有的功能。结果表明,在中华蚱蜢的精子发生中,精母细胞能够自身合成PNA受体;精子细胞到成熟精子时期生精细胞质膜糖复合物发生了明显的修饰变化,这些变化与精子获得及卵子进行识别、粘附、结合等受精能力密切相关。     

人及哺乳动物受精与糖蛋白的关系

越来越多的研究表明精卵识别与精子质膜及卵透明带中所含糖蛋白有直接关系。在精卵识别中存在着精子受体和卵透明带（zona pellucida,ZP）配体相互作用的糖类识别机制及精子质膜与卵子质膜的糖蛋白识别。本文主要从结构功能上对与受精相关的精卵表面糖蛋白作一介绍。卵子表面受精相关的糖蛋白主要是ZP1、ZP2、ZP3。与卵子表面糖蛋白相比,精子表面参与精卵识别的糖蛋白种类较多,在SP56、SP95、PH－20、FA－1、甘露糖结合蛋白、顶体素、fertilin蛋白等。     

唇鲳精子早期入卵观察

用扫描电镜对唇鳃成熟卵子及早期精子人卵过程进行观察。结果显示,唇鲋成熟卵子在动物极中央有一深凹陷的表面光滑的精孔器,其外径2．512μm,内径2．330μm,精子直径1．567μm。混匀的精卵刚遇水时,没有精子进入精孔器。受精后1s,精孔器内出现精子。受精后5S,组织切片显示,精子已经进入卵子内,并形成具有强烈抑制多精人卵作用的受精锥。受精后10S,精子在精孔器前庭集结,尚未形成受精塞。受精后20S,在精孔器内形成受精塞。受精塞没有阻塞精孔管,经分析它不是来源于皮层反应产物。受精塞形成后,可以吸附人卵的精子,这对多精入卵有积极的抑制作用;精子尾部在入卵过程中相互缠绕,这也是减少多精入卵的重要机制。受精后30s,受精塞和吸附的精子向精孔器外移动。受精后50S,受精塞和吸附的精子堵塞精孔器。受精后60s,受精塞吸附的精子开始解体,但是由于精孔管未封闭,还有精子通过精孔管进入到质膜。在人工受精过程中,卵子的单精受精屏障会因其周围精子密度大、精子与卵子距离短、精子运动速度快而被打破,从而导致这些卵子出现多精入卵的现象。受精后80s,精孔管仍然没有封闭,精孔器附近的精子明显出现活动能力的差异：精孔器外面的精子活动能力最强,精孔管旁边的精子活动能力较弱;精孔管外堆积的精子活性消失,受精塞吸附的精子已开始解体,经初步分析,这可能是进入其内的精子耗能有所差异的结果。受精后100S,受精塞吸附的精子解体。     

唇精子早期入卵观察

用扫描电镜对唇成熟卵子及早期精子入卵过程进行观察.结果 显示,唇成熟卵子在动物极中央有一深凹陷的表面光滑的精孔器,其外径2.512 μm,内径2.330 μm,精子直径1.567 μm.混匀的精卵刚遇水时,没有精子进入精孔器.受精后1 s,精孔器内出现精子.受精后5 s,组织切片显示,精子已经进入卵子内,并形成具有强烈抑制多精入卵作用的受精锥.受精后10 s,精子在精孔器前庭集结,尚未形成受精塞.受精后20 s,在精孔器内形成受精塞.受精塞没有阻塞精孔管,经分析它不是来源于皮层反应产物.受精塞形成后,可以吸附入卵的精子,这对多精入卵有积极的抑制作用;精子尾部在入卵过程中相互缠绕,这也是减少多精入卵的重要机制.受精后30 s, 受精塞和吸附的精子向精孔器外移动.受精后50 s, 受精塞和吸附的精子堵塞精孔器.受精后60 s, 受精塞吸附的精子开始解体,但是由于精孔管未封闭,还有精子通过精孔管进入到质膜.在人工受精过程中,卵子的单精受精屏障会因其周围精子密度大、精子与卵子距离短、精子运动速度快而被打破,从而导致这些卵子出现多精入卵的现象.受精后80 s, 精孔管仍然没有封闭,精孔器附近的精子明显出现活动能力的差异:精孔器外面的精子活动能力最强,精孔管旁边的精子活动能力较弱;精孔管外堆积的精子活性消失,受精塞吸附的精子已开始解体,经初步分析,这可能是进入其内的精子耗能有所差异的结果.受精后100 s,受精塞吸附的精子解体.     

被子植物助细胞中钙含量的变化

助细胞是被子植物受精过程中花粉管进入胚囊并释放精子及其内容物的场所,而助细胞中不同时期的钙含量与受精作用的顺利完成密切相关。在大多数植物中,助细胞是成熟胚囊中钙含量最高的细胞。传粉后在花粉管中所产生的信号诱导下,助细胞中钙含量还可能继续增加。花粉管进入退化助细胞后,在超高钙环境中破裂并释放精子,精子沿退化助细胞转移到受精靶区实现双受精。随后助细胞中的钙含量迅速降低。因此钙在吸引花粉管、雄配子释放甚至雄配子转移等过程中都发挥了重要作用。