哺乳动物精子超激活运动研究进展

哺乳动物精子经过雌性生殖道与卵子发生融合完成受精过程,需要正常的精子运动能力作为保障。超激活运动可以帮助精子穿透卵子透明带,与卵子发生结合形成受精卵。精子超激活运动的激发和维持是通过自身生理和雌性生殖道内生化环境共同调节完成的。"超激活运动"自发现起到现在已成为生殖学研究的重要部分,现对精子超激活运动与受精的关系、调节因子、鞭毛结构、技术手段及未来研究方向进行综述,为男性不育及避孕等相关临床研究提供理论依据。     

腺嘌呤核苷脱氨酶及核苷运转系统对精子运动的调节作用

 腺嘌呤核苷(ADO)和它的类似物2-Cl-ADO对牛附睾尾部精子的运动有刺激作用,为了探讨ADO及其类似物对精子运动调节作用的机理,我们从ADO受体,核苷运转系统(NTS)及腺苷脱氨酶(ADA)三个方面对牛附睾尾部的精子进行了研究。我们发现腺苷受体不存在于牛精子膜上,但ADA和NTS以膜蛋白的形式结合在精子膜上,并对精子体内的ADO浓度起调节作用。我们的结论是ADO及其类似物对牛精子运动的调节作用是首先通过精子膜上的ADA和NTS影响精子体内的ADO浓度,进而ADO又通过调节钙离子浓度刺激牛精子运动。     

青岛文昌鱼精子运动特征及计算机辅助分析

青岛文昌鱼的精子在精浆中不运动,在与精浆等渗的生理溶液中也不运动,把精液稀释到过滤海水或人工海水后,精子运动被激活。文昌鱼新鲜精液中精子浓度为(9.4±1.6)×1010/ml;在人工海水中,运动精子占总精子数的85.8%±6.9%,精子运动持续的平均时间是22.7±2.6min。文昌鱼精子经人工海水激活0.5min后,可观察到四种运动方式:(1)向前直线运动,其平均速度93.6±23.7μm/s,这类精子所占的百分比为27.8%±3.1%;(2)弧形曲线运动,平均速度55.6±18.9μm/s,所占的百分比为44.3%±2.5%;(3)左右摆动,平均前进速度27.4±13.4μm/s,所占百分比为14.7%±1.8%;(4)运动速度小于5μm/s的精子,视为不运动的精子,所占百分比为13.2%±1.8%。随着激活时间的延长,文昌鱼精子的运动状态发生改变,向前直线运动和弧形曲线运动的精子逐渐减少,而左右摆动和不运动的精子逐渐增多。     

海洋酸化对泥蚶精子运动的影响及作用机理初探

研究分析了未来海洋酸化情景(pH7.8和pH7.4)对典型滩涂贝类泥蚶(Tegillarca granosa)精子运动活力的影响,并从精子运动供能角度探究了其作用机理。研究结果表明,海洋酸化可以显著削弱泥蚶的精子运动速度。由于精子的三磷酸腺苷(ATP)水平与其活力呈显著的正相关,研究检测了不同酸化条件下泥蚶精子的ATP含量及其合成关键酶酶活,实验结果显示精子的ATP含量以及磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶活力在酸化条件下均显著下降。此外,精子内的Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)调节了精子的运动能力,因此实验也探究了海洋酸化对泥蚶精子Ca2+-ATPase酶活的影响,结果证实该酶活力在海水pH为7.4时被显著抑制。综合本研究结果可以得出,海洋酸化很可能会通过干扰精子细胞内ATP的合成及Ca2+的调控进而削弱精子的运动速度。     

环境因子及超低温冻存对黄姑鱼精子活力的影响

通过测定精子的激活率、运动时间及寿命研究了环境因子变化对黄姑鱼精子活力的影响及超低温冻存后黄姑鱼精子的活力。结果表明,黄姑鱼精子激活与运动的适宜盐度为25～35、适宜pH为7.5～8.5。在pH 8.0～8.5、盐度25条件下,精子激活率达(85.33±2.52)%,运动时间及寿命分别为(336±14.02)s及(405.33±12.22)s。精子激活与运动的适宜NaCl、KCl、MgCl₂及葡萄糖溶液浓度分别为300～500 mmol·L^-1、600 mmol·L^-1、800～1000 mmol·L^-1及900mmol·L^-1;精子在缺少HCO₃^-的人工海水中未能被激活;精子在无Ca²⁺或无Mg²⁺的人工海水中激活率均大于80%,但运动时间及寿命均有所缩短。以Cortland及HBSS溶液为稀释液、10%EG为抗冻剂冻存黄姑鱼精子,冻精激活率>80%,运动时间均超过200s。     

乙二醇降低超低温冷冻黄姑鱼精子的DNA损伤

为了解乙二醇(EG)为抗冻剂超低温冻存黄姑鱼(Nibea albiflora)精子的活力及DNA损伤情况,本研究以Hank′s盐溶液(HBSS)为稀释液,5%~30%乙二醇(EG)为抗冻剂,0.5 ml麦细管为冻存管,两步降温法超低温冷冻保存黄姑鱼精子,用显微观察法测定精子活力,用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)检测精子的DNA损伤,用SPSS 11.5处理实验数据。黄姑鱼鲜精的激活率为85.67%±2.09%、运动时间为(318.67±6.11)s、寿命为(405.67±7.77)s。5%、10%、15%乙二醇(EG)组冻精的运动时间及寿命与鲜精相比差异不显著,其中10%乙二醇(EG)组冻精的激活率为84.67%±1.15%、运动时间为(319.00±12.12)s、寿命为(400.67±4.73)s;20%、25%、30%乙二醇(EG)组冻精的运动时间及寿命与鲜精相比差异显著。5%、10%、15%、20%乙二醇(EG)组冻精核DNA损伤状况与鲜精无显著差异,25%、30%乙二醇(EG)组冻精核DNA损伤状况与鲜精差异显著,且冻精核DNA的损伤程度与乙二醇(EG)浓度成正相关。分析认为,5%~15%乙二醇(EG)适宜作为黄姑鱼精子超低温冷冻保存用抗冻剂。     

精子发生障碍的遗传学研究进展

育龄人群中约15％的夫妻被不孕不育困扰,其中男方因素导致的不孕不育约占50％.男性不育通常由精子发生障碍导致,呈现为少、弱、畸形精子症,最严重的是无精子症.本文以精子发生障碍为主线,重点综述了非梗阻性无精子症和畸形精子症的遗传学病因研究.近年来,随着高通量芯片和测序技术的快速发展,无精子症和畸形精子症的遗传学因素得以深...     

动纤毛轴丝的分子组装

纤毛/鞭毛是从细胞膜表面突出的真核细胞器,它能调节细胞运动及细胞周围液体流动,或者参与机体的感知功能,其异常会引发多种人类纤毛病。作为最早被发现的细胞器之一,纤毛一直是细胞生物学领域的重点研究对象,但是因结构大且复杂,其分子组装机制的揭示长期以来一直是个难题。近些年,随着冷冻电镜技术的发展,多个课题组先后报道了从衣藻到哺乳动物精子鞭毛的轴丝各部分高分辨率结构。该文综述了动纤毛的结构组成和最新的分子组装研究进展,重点描述了轴丝各个组成部分包括双联微管(DMT)、内外动力臂(IDA和ODA)、辐条结构(RS)、中央微管对(CP)和连接复合物(N-DRC)的蛋白组成和分布,为深入理解纤毛的组装过程和功能调节提供了科学依据。     

黑玛丽精子包特性及pH和温度对其精子活力的影响

通过研究黑玛丽Poecilia latipinna精子包破裂的过程和影响因素、精子运动的情况及影响因素,结果发现,当精液用Hank’s平衡盐溶液(HBSS)稀释约5 min后精子包开始破裂,约12 min后全部破裂。释放出的精子暂时处于休眠状态,约50 min后,处于HBSS稀释液中的精子会被激活。应用计算机辅助精子分析系统对黑玛丽精子在不同pH和不同温度下HBSS中的精子运动百分数、运动时间和平均运动速率进行观察。在pH7~8的中性或弱碱性溶液中,精子运动活力较强;而在酸性(pH<7)或碱性较强(pH>9)的溶液中,精子的运动活力都会降低。在不同温度下的HBSS中精子的活力不同,精子在低温(4℃)条件下的运动时间显著长于在室温(20℃)条件下,但运动速度较慢。本研究初步探讨了黑玛丽的精子包特性以及pH和温度对精子运动活力的影响,旨在对黑玛丽等卵胎生鱼类的人工授精,以及生殖生物学特性等的研究提供更丰富的基础资料。     

四种渗透性防冻剂在猕猴精子低温冷冻保存中对精子功能状态的影响

以冷冻精子的复苏运动度、荧光染料Hoechst 3 3 2 5 8检测的细胞膜完整率、异硫氰酸荧光素标记的花生凝集素 (FITC PNA)检测的顶体完整率作为精子功能状态的指标 ,对甘油、二甲亚砜、乙二醇和丙二醇 4种常用渗透性防冻剂在猕猴精子冷冻保存过程中的作用进行了比较。结果表明 :冷冻保存精子的复苏运动度 ,甘油 ( 4 7 3± 5 7% )和乙二醇 ( 4 4 8± 6 7% ) >二甲亚砜 ( 2 2 9± 0 9% ) >丙二醇 ( 0± 0 % ) ;细胞膜完整率 ,甘油 ( 5 4 8± 3 2 % )和乙二醇 ( 5 4 0± 6 7% ) >二甲亚砜 ( 3 7 5± 7 0 % ) >丙二醇 ( 2 8 3± 6 5 % ) ;顶体完整率 ,甘油 ( 82 2± 2 4 % )和乙二醇 ( 82 4± 2 4 % ) >二甲亚砜 ( 6 8 7± 5 7% )和丙二醇 ( 72 3±3 5 % ) (P <0 0 5 )。结果提示 :二甲亚砜和丙二醇 ,尤其是丙二醇并不适合猕猴精子的冷冻保存 ;而乙二醇具有和甘油相似的保护作用 ,是一种极具潜力的猕猴精子冷冻保存的渗透性防冻剂。     

环境pH及渗透压对玫瑰无须鲃精子运动的影响

以玫瑰无须鲃Puntius conchonius精子为材料,应用计算机辅助精子分析系统(CASA),研究了精子在不同pH和不同渗透压的NaCl溶液中的运动百分率、运动时间和运动速率。结果表明,酸性(pH<7.0)或碱性较强(pH>9.0)的溶液均不利于精子运动,而弱碱性(pH7.5～8.5)的溶液较适合精子的运动;在渗透压较低(<75mOsm/kg)或较高(>175mOsm/kg)的NaCl溶液中,精子的运动时间和运动百分率都显著较100～150mOsm/kg渗透压溶液中的短或低(P<0.05);而运动时间最长,并且运动百分率最高的条件为pH8.0和125mOsm/kg渗透压的溶液环境。     

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。     

不同渗透压的稀释液对猕猴精子低温冷冻保存的影响

以稀释液TTE(382mOsm/kg)为对照,研究了5种渗透压(688、389、329、166、43mOsm/kg)的TEST稀释液(TEST、mTEST1、mTEST2、mTEST3、mTEST4)在冷冻过程中对猕猴精子功能的影响。精液一步稀释于含甘油的防冻液中,甘油的终浓度为5%(v/v)。在冷冻前后分别检测精子的运动度和质膜完整性,后者用Hoechst33342和碘化丙锭双色标记流式细胞术分析。结果表明:冷冻之前,与鲜精相比,用TEST和mTEST4稀释的精子运动度和质膜完整性显著降低(P<0·001),其余组中除mTEST2稀释的精子质膜完整性显著降低(P<0·05)外,精子运动度无差异;冷冻复苏后,TTE、mTEST3和mTEST1冻存精子的运动度和质膜完整性最高,其次是mTEST2,TEST和mTEST4冷冻效果最差(P<0·05)。提示等渗、适当高渗或低渗的稀释液适合猕猴精子的冷冻保存;对精子产生高渗毒害作用是导致猕猴精子用TEST冷冻存活率低的主要原因。     

甲壳动物精子学研究概况Ⅰ.精子的形态与结构

甲壳纲是整个动物界中物种最为丰富的一个纲,其精子形态、结构各异.八个亚纲(按椎野1964年的分类系统)中的三个亚纲--须虾亚纲(Mystacocaride)、蔓足亚纲(Cirripedia)、鳃尾亚纲(Branchiura)的精子具鞭毛,能运动.其它五个亚纲的精子形状各不相同,无鞭毛且不运动.自上世纪后半叶以来,已在光镜水平进行了大量的研究.近年来,对其亚微结构的研究正不断深入.电镜细胞化学、免疫学、分子生物学等相关学科的渗透,更为甲壳动物精子学研究提供了新手段,开拓了新领域.全文分两部分,从精子的形态结构、精子发生及精子的生化组成等方面概述甲壳动物的精子学研究进展.本文着重阐述精子的形态与结构.     

几种冷冻稀释液与单胺类防冻剂对中缅树鼩精子冷冻存活率的影响

该文实验精子采自昆明地区经笼养驯化的树鼩(Tupaia belangeri),检测其冷冻前后运动度、顶体完整率以及检测部分冷冻精子的受精能力。实验一:选用8种已报道的冷冻稀释液TTE、TCG、TCF、TTG、BWW、BTS、DM、SR稀释鲜精,并添加0.4mol/LDMSO,4℃预冷平衡2h后,TTE、DM和SR稀释液的精子的运动度与鲜精无差别(P>0.05),其余处理组均显著下降(P<0.05)。冷冻复苏后,各组的运动度显著低于预冷平衡处理后的运动度(P<0.05);DM组的复苏运动度显著高于其他稀释液组(P<0.05),BWW组最低(P<0.05)。对于顶体完整率,与鲜精相比,4℃平衡2h后,TTE和DM组精子的顶体完整率显著高于BWW、BTS和SR组(P<0.05)。冷冻复苏后,DM组精子的顶体完整率显著高于其它(除了TTE)冷冻组(P<0.05)。实验二:在DM稀释液基础上分别添加4种浓度0.2、0.4、0.8和1.2mol/L的二甲基甲酰胺(DF)、甲酰胺(F)、二甲乙酰胺(DA)和乙酰胺(A)以及0.4mol/LDMSO,经过预冷平衡处理后,与鲜精相比,各防冻剂组的精子运动度没有下降(P>0.05);冷冻解冻后,各冷冻组精子的运动度显著低于预冷平衡处理后的精子运动度(P<0.05);0.8mol/LDF和0.4mol/LDMSO组精子的运动度显著高于其它冷冻组(P<0.05)。对于顶体完整率,预冷平衡处理后各高浓度组的比率显著下降;冷冻复苏后,0.4mol/LF和0.4mol/LDF组精子的顶体完整率相对较高。实验三,人工授精实验中,DM+0.8mol/LDF冷冻精子的受精率为16.7%,DM+0.4mol/LDMSO的受精率为50.0%。以上实验结果提示,含卵黄的非离子冷冻稀释液对树鼩精子冷冻保护效果好,但单胺类防冻剂的防冻效果还需进一步深入研究。     

PRM谱特征作为分子标签评估精子质量的研究

不孕不育症已成为严重的健康问题,全世界约有15%的育龄夫妇患有这一疾病。辅助生殖技术（ART）和精准医疗是解决这一问题的关键,评估人类精子质量是其中的一个重要环节,但是现行世界卫生组织（WHO）标准诊断手册（第5版）具有不确定性。为了提高评估精子质量的精准性,在本研究中,基于精蛋白（PRM）谱特征和PRM值的评估人类精子质量的新方法,对临床上的病例进行了检测。分析结果表明,运用新方法的精子评估结果与临床结局相一致,优于WHO标准（第5版）的检测结果。这一前瞻性的研究工作对于ART和精准医疗有实际意义：能够在临床应用中提高其成功率和增强其安全性。     

中缅树鼩精子形态特征及冷冻损伤

树鼩作为一种新型的、接近灵长类的实验动物,在医学生物学上的应用受到越来越多的重视。精子的结构特性研究及冷冻后结构的完整性分析是精子生物学的主要内容,也有助于树鼩的实验室快速繁殖。该研究采用人工饲养的中缅树鼩(Tupaia belangeri chinensis),结果显示其睾丸占总体重的(1.05±0.07)%,总体积为(1.12±0.10)mL。附睾尾及输精管精子总量估计在2.2×107～8.8×107,其运动度和顶体完整率分别为(68.8±3.9)%和(90.0±2.1)%。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对树鼩附睾精子的超微结构进行的观察和分析显示精子头部呈圆形或卵圆形;头部长度、宽度平均分别为6.65和5.82μm;精子尾部中段、主段、尾段和精子总长度平均分别为13.39、52.35、65.74和73.05μm;尾部中段的线粒体螺旋数量为48个,其轴丝结构为典型的"9+9+2"结构。冷冻解冻后的精子主要表现在顶体与质膜不完整、精子断裂、尾部扭曲和膨大。上述结果提示树鼩精子与其他哺乳动物精子的结构特征相似,但是精子大小和线粒体螺旋数目有明显的差别,且超微结构改变仍是冷冻精子运动和受精能力下降的主要原因。     

TORCH感染对育龄妇女不孕不育的影响

目的分析单纯疱疹病毒、风疹病毒、巨细胞病毒、弓形虫感染(TORCH感染)对育龄妇女不孕不育以及不良妊娠结局的影响,为优生优育提供参考。方法回顾性分析2015年6月至2017年6月义乌市妇幼保健计划生育服务中心体检者的病例资料,选择女性不孕不育患者300例(不孕不育组)及正常妊娠者616例(对照组)为研究对象,应用ELISA检测各组对象TORCH-IgM,比较两组对象的TORCH感染状况。结果不孕不育组TORCH-IgM总体阳性率为17.0%(51/300),高于对照组的4.55%(28/616),差异有统计学意义(P0.01)。不孕不育组的单一感染与混合感染率分别为12.67%和4.33%,高于对照组的4.06%和0.49%,两组对象单一感染率差异有统计学意义(P0.05)。TORCH感染的孕妇不良妊娠结局比例高于未感染者(51.85%vs 0.74%,χ2=-44.932,P0.01)。结论 TORCH感染可影响育龄妇女的孕育状况,常规开展TORCH检测有利于降低育龄妇女的不孕不育率,对优生优育的开展有重要意义。     

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。     

环境因子对眼斑拟石首鱼精子活力的影响

通过测定精子的激活率、运动时间及寿命,研究了pH、盐度、离子及葡萄糖等因子变化对眼斑拟石首鱼(Csiaenops ocellatus)精子活力的影响。结果表明,眼斑拟石首鱼精液中精子平均浓度为(1.203±0.22)×10¹⁰个·mL^-1;精子激活与运动的适宜盐度范围为20～35,其中盐度25时精子的激活率、运动时间及寿命分别达94.32%、9.14min及12.55min;精子激活与运动的适宜pH为6.0～8.5,适宜的KCl、NaCl及CaCl₂溶液浓度分别为600～700mmol·L^-1、600mmol·L^-1及400～600mmol·L^-1,适宜的葡萄糖溶液浓度为700～900mmol·L^-1;精子在缺少HCO₃^-或Mg²⁺或Ca²⁺的人工海水中激活率与在人工海水中的激活率无显著差异,但运动时间和寿命有所缩短。