男性不育研究揭示了新生命是如何开始的

对导致一些男性不育的基因突变的研究表明，精子中一种重要的蛋白质，即磷脂酶C zeta (PLC-zeta)，是卵子受精过程的关键组成部分，对这些人无效。

研究人员发现，他们可以在实验室中通过注入大量的PLC-zeta来重启受精过程蛋白质从男性不育这表明这种类型的不孕症在医疗帮助下是可以逆转的。

“最近的临床研究强调了PLC-zeta在人类受精中的至关重要的重要性，报告说，来自不孕患者的精子，即使在最强大的体外受精技术后也表现出受精失败，含有减少数量或突变形式的这种蛋白质，”该论文的主要作者Michail Nomikos博士(卡塔尔大学，多哈，卡塔尔)说生物化学杂志纸。

“我们的最终目标是使用我们目前正在开发的工具，不仅可以治疗，还可以诊断与人类精子中PLC-zeta蛋白缺失或功能障碍相关的男性不育症。”

一段时间以来，人们已经知道，人类受精过程的一个重要部分是卵子中钙水平的重复大幅增加，这被称为“钙振荡”，是由精子发出的信息引发的，这种信息发生在胚胎开始形成之前。钙的增加对所有受精和早期胚胎发育的早期事件都是至关重要的。

2002年，Tony Lai教授(英国卡迪夫大学)及其同事发现了精子特异性PLC-zeta蛋白。在过去的十年中，Lai教授(也是当前研究的资深作者)及其同事进行的研究表明，PLC-zeta是受精时卵子中钙振荡的关键触发因素。

在过去，编码PLC-zeta蛋白的基因中有许多遗传缺陷与男性不育症有关。Jessica Escoffier及其同事最近的一项研究发现了一个新的突变(单核苷酸多态性- I489F)，位于突尼斯两个不育兄弟的PLC-zeta基因(C2结构域)的不同部分。

在目前的研究中，诺米科斯博士及其合作者更详细地研究了C2结构域突变的影响。他们发现，将异常的PLC-zeta蛋白以与不育男性精子中发现的水平相当的水平注射到小鼠卵子中，没有钙振荡，因此没有受精。然而，如果他们将注射的蛋白质量增加到比正常情况下自然存在的更高水平受精过程开始和钙振荡观察。

研究人员说，这一发现表明，这种形式的不孕症在未来可以得到治疗。

Lai教授评论说:“另一种与男性不孕症相关的PLC-zeta突变的鉴定和特征要求我们开始考虑在临床环境中使用重组PLC-zeta蛋白，目的是挽救此类卵子激活失败的病例。”

“我们相信，我们的研究最终可以在不久的将来给许多不孕夫妇带来希望;我们的目标是帮助他们建立家庭。”

研究小组还将突变蛋白的生化特性与正常的PLC-zeta进行了比较，试图发现更多关于其功能的信息。它们之间的关键区别似乎在于，异常蛋白质与含有PI(3)P和PI(5)P分子的脂质体(有助于细胞不同部分相互交流的小圆形分子)结合的可能性要比正常蛋白质小得多。

研究人员目前正在研究PLC-zeta与PI(3)P和PI(5)P相互作用的确切作用和生理意义。他们认为，这种突变可能会影响PLC-zeta C2结构域与另一种目前尚未识别的卵子蛋白或“PLC-zeta受体”的相互作用，从而导致这种不育表型。

诺米科斯博士说:“这种卵子蛋白质的鉴定将是受精领域的重大突破，因为它可能会导致目前未知的女性不孕症原因的鉴定。”

剑桥大学FRS教授、著名钙信号专家迈克尔·贝里奇爵士在评论这项研究时说:“当精子与卵子融合并注入一种酶时，新的生命就开始了，这种酶会启动钙脉冲，每两分钟发生一次，持续两小时，负责激活卵子发育。”这种激活酶的确切性质一直存在一些疑问。诺米科斯和他的同事所做的是证明这种酶的突变，这种酶已经在不育男性中被发现，不能启动触发发育的钙信号。这为这种酶负责启动新生命提供了明确的证据。”