对不孕症的新见解——科学家解开百年精子之谜

密歇根州立大学的研究人员解开了一种鲜为人知的精子结构的谜团，称为细胞质液滴（CD）。CD的特征是扩大的细胞质（一种被细胞膜包裹的粘稠凝胶状物质）位于精子头部附近，特别是在其颈部。这种现象在所有哺乳动物中都有观察到，包括人类。这种新的遗传模型是同类产品中的第一个。

尽管CD在100多年前首次被发现，但由于缺乏分子和遗传工具来研究它，目前尚不清楚CD是如何形成的，以及它的功能是什么。

科学家们经常忽视它，但它不能再被忽视了，MSU农业与自然资源学院动物科学系和生殖与发育科学项目的副教授Chen Chen说。

“我们使用小鼠的新研究表明，CD确实是一种活跃形成的细胞器，旨在调节精子成熟和生育能力，”Chen说。“它就像一个’储藏室’，在精子到达卵子的漫长旅程之前，将精子功能所需的关键蛋白质打包。这就像为去火星旅行打包一样——宇宙飞船需要在离开地球之前装载旅程所需的一切。

SYPL1基因在CD形成中的作用

Chen和他的研究小组在发育中的精子中发现了一种新的蛋白质运输系统，该系统通过小膜囊泡积极地将必需蛋白质运送到CD-精子储存室。这个过程由一种叫做SYPL1的基因控制。SYPL1 蛋白驻留在这些膜囊泡上，在引导它们到达 CD 方面起着关键作用。你可以把这些囊泡想象成将蛋白质货物运送到精子储存室的货运卡车，Chen说。

Chen指出，当SYPL1基因在小鼠体内缺失时，这种蛋白质运输系统就会崩溃，关键的代谢酶和必需蛋白质无法运送到CD，导致没有囊泡的空CD中 – 这是他以前从未见过的。因此，如果没有主要的CD内容物，突变精子就会失去其运动性和应对渗透变化的能力 – 它们弯曲，导致不育。

“我相信这项研究代表了理解CD形成及其潜在功能的突破，”Chen说。“在细胞水平上，它帮助我们意识到有一个专门的蛋白质运输系统，可以主动将货物运送到CD，供精子将来用于卵子的旅程。

“从根本上说，这一发现将改变人们对这种神秘精子结构的误解。它将为研究CD作为人类和动物生育能力的生物标志物开辟新的途径，并可能针对这种新的生育控制途径。