分享丨耶鲁新研究探秘：那个最终与卵子相遇的“天选精子”长什么样？

数以百万计的精子参加了受精的冲刺赛，但最终仅有一颗精子能够“撞线”成功，与卵子汇合。到底是什么样的“天选精子”才会赢得这场生命之战？

最近，耶鲁大学研究人员的一项新发现揭示了获胜精子背后的奥秘。

由耶鲁大学医学院细胞与分子生理学助理教授Jean-Ju Chung领导的耶鲁研究团队发现，这些获胜的精子具有一些特殊的分子特征，使它们与那些“落败”的精子区分开来。

这一研究发布在了eLife杂志上。

Jean-Ju Chung

耶鲁大学医学院细胞与分子生理学助理教授

精子的尾部有许多通道，这些通道含有钙的进入孔，能够帮助精子通过雌性生殖道。这些钙通道的每个孔都由4个亚单位组成，CatSper 1到4，它们共同作用以控制精子的运动和导航等功能。

研究人员戏谑地把它们描述为精子的“赛车条纹”，形成“赛车条纹”的一个亚单位对精子的胜负至关重要。

Jean-Ju Chung的实验室利用三维分子成像和人工神经网络建模，设计了一种可视化跟踪和量化雌性小鼠交配后生殖道中精子的方法。

三维分子成像显示雌性小鼠生殖道 (蓝色细胞) 中精子的头部（绿色）和带有CatSper1标签的尾部（红色）流向受精部位（图像左侧）。

他们发现从子宫到输卵管的精子中含有完整的CatSper1亚单位；而其它精子可能因没有完整的CatSper1而失去功能正常的CatSper离子通道。它们变得一动不动，被远远甩在后面。

能够进入雌性生殖道的精子还有其他一些特征：它们往往已经失去了精子头部顶体的帽状结构，这很可能是卵子受精的前奏。

对精子分子特征和生殖道内相互作用的深入研究可能有助于为不孕症或男性节育提供新的治疗方法。在不育男性的CatSper基因中发现了突变，这可能是生育治疗的目标。由于CatSper通道是精子功能所必需的，可以通过阻断它来发展非激素避孕药，从而减小对男性和女性身体的副作用。

更好地了解如何选择最合适的精子细胞，以及在女性生殖道受精后如何清除剩下的精子细胞，可以改善目前的辅助生殖策略。

——Jean-Ju Chung

Jean-Ju Chun的实验室，将新技术应用于精子生物学和生殖研究，持续研究哺乳动物受精过程中分子层面的生理变化。

此研究得到了美国国立卫生研究院的支持，并获得了古德曼-吉尔曼学者奖的资助，Jean-Ju Chung教授于2015年荣获该奖项。