新型开关蛋白可打开精子进行受精

日本大阪和美国得克萨斯州休斯敦-为了让男人的睾丸中产生的精子使女人的卵受精，精子必须首先在男人的附睾中成熟。现在，一个国际研究人员团队确定了一系列事件，其中睾丸分泌的蛋白质在腔液中传播，与附睾上的受体结合，诱导其分化并分泌出第二种蛋白质，从而使精子成熟并能够每个精子在雌性中运动。

在《科学》杂志上发表的一项新研究中，大阪大学和贝勒医学院的研究人员鉴定出了NELL2，这是一种分泌的蛋白质因子，它通过这种新颖的“光明碱”途径作用于附睾，介导精子的成熟。

精子在睾丸的生精管中产生，并穿过附睾，附睾是与输精管相连的长而曲折的管。当精子进入附睾时，它们没有运动能力并且不能受精。然而，在精子通过附睾的过程中，它们为精子的成熟和贮藏提供了合适的环境。

据推测，睾丸释放的蛋白质(上游)可以作用于附睾(下游)。然而，直到现在，通过这种有趣的发光信号系统工作的蛋白质仍然难以捉摸。众所周知，在附睾的初始片段中表达的孤儿受体酪氨酸激酶ROS1是其分化所必需的，但尚未充分了解调节初始片段分化的睾丸因子或精子成熟过程。

研究人员对睾丸生殖细胞分泌的NELL2进行了归类，以作为推测的发光素调节生育力的方法。“使用创新的基因组编辑技术，我们产生了缺乏Nell2基因的基因敲除小鼠，并显示出这些基因敲除的雄性由于精子活动力的缺陷是不育的，”第一作者Daiji Kiyozumi解释说。“此外，可以通过生殖细胞特异性转基因挽救他们的不育症，从而排除其他表达部位。我们还通过在附睾内腔中展示了标记的NELL2来阐明了发光素信号。”

研究小组观察到，精子发生在Nell2基因敲除小鼠睾丸中正常进行，但它们的附睾分化较差，类似于Ros1基因敲除小鼠。交配后，Nell2基因敲除或Ros1基因敲除的精子都不能进入子宫管或使卵子受精。进一步的研究表明，Nell2敲除附睾不能产生关键的蛋白酶OVCH2，该蛋白处理雄性育性所必需的精子表面蛋白ADAM3。