哺乳类动物精子的获能和顶体反应

介绍了在生殖过程中的2个重要的生理变化--获能和顶体反应,并综述了最近几年来在生殖生物学领域关于获能与顶体反应机制方面的最新成果.结果显示,cAMP、Ca2+、咖啡因等因素对精子获能有促进作用,ZP3、Ca2+、cAMP、肝素等因素对顶体反应有促进作用.所有研究成果表明,精子的荻能和顶体反应与精子膜的生理变化有着密切关系.     

哺乳动物精子获能的分子机制

精子获能是精子能够与卵母细胞发生顶体反应和受精的一个重要生理前提。精子获能的分子机制相当复杂,许多报道表明精子获能受到多种细胞信号途径的调控。尽管目前尚未完全明确,但是许多研究表明获能精子发生许多结构和生化变化,包括蛋白酪氨酸磷酸化、精子膜胆固醇外流、活性氧的产生及精子膜超极化,这些变化都有助于精子获能的发生。Ca2 和HCO3-通过对cAMP的调控有助于获能完成,葡萄糖、孕酮和肝素作为获能液的重要添加物,通过不同途径促发精子获能。文章从这些方面对获能做一综述,在此基础上提出以后的研究方向。     

精子获能过程中蛋白酪氨酸磷酸化的研究进展

精子获能是精子发生顶体反应以及精卵结合受精前重要的生理过程,许多因素参与调节精子获能,其中精子蛋白酪氨酸磷酸化是精子运动力、精子超激活运动、精子获能等多种生理生化过程的重要调控因素。本文就目前有关精子蛋白酪氨酸磷酸化与精子获能之间的研究进展进行综述。     

钙通道阻断剂对豚鼠精子顶体反应的影响

电压依赖性Ｃａ２＋通道阻断剂ｖｅｒａｐａｍｉｌ、ｎｉｆｅｄｉｐｉｎｅ、ｄｉｌｔｉａｚｅｍ和Ｄ６００等，对非同步培养系统中的获能早期豚鼠精子和同步培养系统已获能豚鼠精子的顶体反应，均呈显著的促进作用，但对同步培养系统未获能豚鼠精子的顶体反应无显著影响。在碱性条件下，Ｋ＋浓度在１０～６０ｍｍｏｌ／Ｌ范围内对精子顶体反应无显著影响。Ｌａ３＋在５０～２００μｍｏｌ／Ｌ浓度可完全抑制Ｃａ２＋诱导的已获能精子的顶体反应     

哺乳动物精子获能信号通路及检测方法研究进展

哺乳动物精子与卵细胞结合完成受精前,获能是关键环节之一。精子获能伴随着许多生理生化过程的改变,包括离子含量的改变、质膜重组、胆固醇外排和蛋白质的酪氨酸磷酸化等,此外,去能因子能使精子顺利完成受精。通过这些变化可以检测精子的获能状态,常用的检测方法主要有s ACcAMP-PKA通路检测、质膜流动性变化检测、胆固醇再次分布检测、酪氨酸磷酸化检测和顶体反应检测等。对哺乳动物精子获能过程中涉及的信号通路、信号分子、调节因子、离子通道以及精子获能检测方法的研究进展进行综述,并对未来主要研究方向进行展望,以期为精子体外培养及辅助生殖技术的应用等提供参考。     

酪氨酸磷酸化在精子获能过程中的作用

在精子细胞发生顶体反应并使卵母细胞受精之前,获能是一个重要的生理先决条件。获能是精子在雌性生殖道中进一步成熟的复杂现象,其赋予精子以增强活性的能力,使精子能够与卵母细胞透明带(ZP)相互作用,进行顶体反应并与卵母细胞质膜融合,进而完成受精过程。然而精子获能的分子机制十分复杂,目前还未完全明确,但获能后的精子会有诸多结构及生化方面的变化,如蛋白酪氨酸磷酸化、精子膜胆固醇外流、活性氧的产生及精子膜超极化。蛋白质通过磷酸化或去磷酸化调节精子获能和顶体反应等一些重要的现象,这是精子到达、结合、穿透和融合卵母细胞所必需的过程。因此蛋白磷酸化是获能的一个非常重要的过程,尤其是在酪氨酸残基处的磷酸化是获能过程中发生的最重要的事件之一,且酪氨酸磷酸化可能是细胞中信号转导途径的主要甚至是唯一的指标。作者主要针对蛋白磷酸化、精子中酪氨酸磷酸化的发现、作用和定位,以及影响获能过程中酪氨酸磷酸化的几个因素进行阐述。     

酪氨酸磷酸化在精子获能过程中的作用

在精子细胞发生顶体反应并使卵母细胞受精之前,获能是一个重要的生理先决条件。获能是精子在雌性生殖道中进一步成熟的复杂现象,其赋予精子以增强活性的能力,使精子能够与卵母细胞透明带（ZP）相互作用,进行顶体反应并与卵母细胞质膜融合,进而完成受精过程。然而精子获能的分子机制十分复杂,目前还未完全明确,但获能后的精子会有诸多结构及生化方面的变化,如蛋白酪氨酸磷酸化、精子膜胆固醇外流、活性氧的产生及精子膜超极化。蛋白质通过磷酸化或去磷酸化调节精子获能和顶体反应等一些重要的现象,这是精子到达、结合、穿透和融合卵母细胞所必需的过程。因此蛋白磷酸化是获能的一个非常重要的过程,尤其是在酪氨酸残基处的磷酸化是获能过程中发生的最重要的事件之一,且酪氨酸磷酸化可能是细胞中信号转导途径的主要甚至是唯一的指标。作者主要针对蛋白磷酸化、精子中酪氨酸磷酸化的发现、作用和定位,以及影响获能过程中酪氨酸磷酸化的几个因素进行阐述。     

水貂银狐精子体外获能前后表面元素变化的研究

哺乳动物精子的体外获能是体外受精中的一个关键问题,而元素成分又在精子获能中发挥着极其重要的作用。Yanagimachi(1982)提出仓鼠精子的体外获能与钙元素有关;Mrsny等(1987)发现钾、镁元素是仓鼠精子获能和顶体反应所必需的;Hyne(1984)又证实钠也是豚鼠精子体外获能或顶体反应最重要的元素。然而,在野生动物水貂和银狐精子获能前后元素成分的变化,至今国内外尚     

猪精子获能、顶体反应及冷休克对顶体酶抑制剂的影响

为了探究猪精子在获能、顶体反应及冷休克处理后对精子顶体酶抑制剂表达量的影响,以及顶体酶抑制剂在精子中何时被降解,低温是否会损伤顶体酶抑制剂,利用SDS-PAGE、Western blot分析射精精子、获能精子、顶体反应精子和冷休克精子组的总蛋白种类及猪精子顶体酶抑制剂表达量的变化。结果显示:射精精子处理组与获能精子、顶体反应精子处理组的顶体酶抑制剂表达量差异显著(P<0.05),且获能和顶体反应处理组间的差异不明显(P>0.05);射精精子与冷休克精子处理组的顶体酶抑制剂表达量差异极显著(P<0.01),且冷休克处理组的顶体酶抑制剂出现异常表达。推测:精子在获能或顶体反应期间,顶体酶抑制剂可能通过泛素-蛋白酶体途径被降解,释放出有活性的顶体酶;低温可能导致顶体酶抑制剂蛋白结构的改变或损坏,导致其表达量异常。     

孕酮对牛精子体外受精及胚胎发育的影响

通过在牛精子获能液中添加不同浓度的孕酮,应用体外培养技术对牛精子体外获能及早期胚胎发育进行了研究。通过对顶体反应、超激活、早期胚胎发育率及其与精子孵育时间对精子活率的观察,筛选出获能液中最适孕酮浓度及其有利于牛早期胚胎发育的最佳浓度。结果表明,单独添加孕酮不能诱导牛精子体外获能;孕酮只能诱导获能精子发生顶体反应,而且有一个剂量依赖关系,以1μg/mL的添加效果最好。当浓度超过1μg/mL、作用时间超过4h时,精子活率下降;获能液中添加孕酮,无论剂量多少,对胚胎体外发育无明显的促进作用。     

肝素对山羊精子体外获能的影响

哺乳动物的精子在刚射入雌性生殖道时,或从附睾取时,并不具备受精能力,必需在雌 性生殖道内经过一段时间,发生生理及形态学的变化才能获得受精能力,这一现象是被美籍 华人科学家张明觉和澳大利亚科学家Austin发现的,后来被Austin称为精子获能(Sperm Cap acitation) .获能是哺乳动物精子的成熟过程和受精的必要前提,影响获能的因素有很多 ,如肝素、钙离子载体、温度、pH等.而肝素在多种动物身上被证实对精子的体外获能有很 好的诱导作用.肝素中高度硫酸化的氨基多糖GAG可促使精子对钙离子的吸收,从而诱发顶体反应.     

孕酮和雌二醇对绵羊精子体外获能的影响

试验探讨孕酮和雌二醇对绵羊精子体外获能和顶体反应的影响。将绵羊精子分别加到含不同浓度孕酮(1、10和100μmol/L)和雌二醇(1、10、和100μmol/L)的输卵管合成液(SOF)中,作用不同时间后分别取出部分精子样本进行金霉素荧光染色(chlortetracycline,CTC),通过精子与CTC结合染色的不同类型来评定孕酮和雌二醇对绵羊精子的作用。结果表明:雌二醇对绵羊精子体外获能和顶体反应都没有显著的促进作用(P>0.05);一定浓度的孕酮和雌激素组合抑制绵羊精子体外获能和顶体反应的发生(P<0.05)。     

精子获能鉴定方法研究进展

精子获能是哺乳动物受精过程和体外受精技术中的关键环节。本文主要对获能精子的超激活运动、顶体反应、去能因子及呼吸能变化等鉴定方法进行了综述。     

不同浓度肝素对塔里木马鹿精子体外获能效果的影响

为了探讨不同浓度肝素对塔里木马鹿精子体外获能的影响,试验随机取塔里木马鹿冻融精子,添加到SP-TALIP获能液中并添加不同浓度(0,10,20,50,100μg/m L)的肝素,在显微镜下检测0,2,4,6,8小时时的精子活力,试验采用金霉素(CTC)染色法检测精子获能率及顶体反应率等指标,探讨不同浓度肝素对塔里木马鹿精子活力、存活时间、获能率、顶体反应率的影响。结果表明:精子活力随肝素浓度升高而呈下降趋势,4 h后10μg/m L和20μg/m L肝素组精子活力显著高于其他组(P0.05),其中20μg/m L肝素组精子存活时间最长,显著高于其他组(P0.05)。随着培养时间的延长,各试验组精子获能率与对照组相比明显提高,2小时、4小时时20μg/m L肝素组精子获能率显著高于其他组(P0.05);各试验组精子顶体反应率与对照组相比有升高趋势。说明获能液中添加20μg/m L肝素可有效诱导塔里木马鹿精子体外获能。     

获能前后绵羊精子的差异蛋白质组学分析

为了探索获能前后绵羊精子蛋白质的动态变化，通过串联质谱标签结合液质联用分析技术，对获能前后绵羊精子的总蛋白进行定量分析。结果显示：获能前后绵羊精子的差异表达蛋白共有203个，获能后表达上调蛋白质27个，表达下调蛋白质176个。差异表达参与解剖结构发育、生殖等生物学进程；从细胞组分看，差异表达蛋白定位在细胞溶质、质膜中；从分子功能看，主要参与氧化还原等过程。差异表达蛋白也参与蛋白酶体、Hedgehog和cAMP等信号通路。通过差异蛋白表达结合文献分析，筛选出乳铁蛋白。Western blot结果表明，乳铁蛋白在绵羊精子中存在，且在获能后表达量极显著降低(P<0.000 1);RT-qPCR结果表明，乳铁蛋白在获能前后绵羊精子中均存在，且差异极显著(P<0.001),说明乳铁蛋白对绵羊精子获能有一定的影响。     

不同处理对猪精子蛋白泛素化影响的研究

本研究旨在探究猪精子不同处理对精子泛素化蛋白表达量的影响。利用SDS-PAGE、Western blot技术,分析鲜精、冷休克、获能、顶体反应总蛋白种类以及猪精子泛素化蛋白表达量的变化。结果显示:约在41 ku、30 ku、12 ku处的蛋白发生了泛素化;冷休克处理组蛋白泛素化的程度较其他三组明显下降;获能和顶体反应处理组要比鲜精处理组蛋白泛素化水平高。结论:低温处理精子可能导致泛素化蛋白降解或改变,使泛素-蛋白酶体通路可能受阻;获能和顶体反应处理组泛素化程度比鲜精和冷休克处理组高,精子获能后可能泛素-蛋白酶体通路加强。     

精子膜蛋白的研究进展

精子膜蛋白参与了精子获能、顶体反应、精卵融合等生殖过程,具有十分重要的功能.作者就精子膜蛋白在性别控制、免疫不育和避孕、受精前后的作用等3个方面作一综述,并对其将来的发展前景进行了展望.     

碳酸氢根对精子功能的影响

哺乳动物的精子在刚进入雌性生殖道或从附睾取出时,并不具备受精能力,它必须在雌性生殖道内通过精子获能,才具备受精的能力。在一系列关于精子受精的体内体外实验中,均发现雌性生殖道的内环境对精子获能有重要作用。在体外模拟雌性生殖道的内环境的试验中,精子获能不仅与各种激素的浓度相关,还涉及许多离子浓度的变化,如Ca~(2 )、K~ 、HCO_3~-、Cl~-等。研究表明,雌性生殖道含有高浓度的HCO_3~-,对精子功能起重要作用,它通过影响精子的运动、获能及顶体反应,而对精子的受精能力产生重要影响,同时,HCO_3~-分泌受损也为不育的病因提供了最新证据。     

精子功能相关精浆蛋白质的蛋白组学研究进展

精浆蛋白质对生殖过程中的精子功能有显著影响,包括顶体反应、精子获能、精子贮存、精子竞争和受精。精浆蛋白质的研究已有很长的历史,而且牛精浆蛋白、热休克蛋白、富含半胱氨酸分泌蛋白等几种主要的精浆蛋白质已被成功分离鉴定。蛋白质组学研究方法和技术的迅速发展,为全面解析精浆蛋白质组提供了新的研究策略,提高了研究者探索精浆蛋白质未知领域的效率。作者综述了精子功能相关精浆蛋白质研究的相关信息及近年来精浆蛋白质组的研究进展,从蛋白质水平上阐述了精浆蛋白质与精子获能、贮存及受精等功能的关系。     

犬输卵管的组织结构观察

输卵管在动物生殖活动过程中发挥着重要的作用,为配子和囊胚的运输、精子的获能和顶体反应、受精以及早期胚胎发育提供了场所.目前,国内对犬输卵管的形态结构研究较少.