《医学分子生物学》讲义 精子获能、顶体反应和与透明带的结合.PPTVIP

*(1.)电镜法*(2.)相差显微镜法该法适用于观察顶体较大的动物精子,如豚鼠、仓鼠、麝。顶体较小的精子不能用该法观察。如小鼠、大鼠、兔。*(3.)Hoechst33258法Hoechst33258是一种可结合DNA的荧光染料.精子先在含Hoechst33258的培养基中预培养。只有死精子的核才能吸取这种染料，而具有完整质膜的活精子则不能吸收。然后固定精子，再以亲顶体的凝集素染色或用抗顶体内含物的抗体染色。*三.精子与透明带的识别和结合透明带是一层包被在卵外的糖蛋白。兔、大鼠和小鼠透明带都由ZP1、ZP2和ZP3三种成分组成。*ZP2和ZP3以异二聚体的形式存在，排列成细丝状，细丝间由ZP1连接。*精子与卵子ZP之间的初级识别是由ZP3和精子质膜上的ZP3受体介导的；精子与ZP3结合诱发顶体反应的发生；发生了顶体反应的精子与ZP2相互作用，发生次级识别和结合。**1.精子与卵子透明带的初级识别和结合ZP3与精子发生初级识别和结合。证据包括：①纯化的mZP3仅能与顶体完整的精子头部质膜结合；②精子能与共价附着mZP3的玻璃珠结合，也能与转入mZP3基因后能够分泌mZP3的畸胎瘤细胞结合；③纯化的mZP3能诱发精子顶体反应；④抗ZP3多肽的抗体能阻止精卵结合。*2.精子与透明带的次级识别和结合顶体反应发生后，精子质膜脱落，精子表面与ZP3结合的受体也随之丢失。此时，精子与ZP间发生次级识别。ZP中负责与精子发生次级识别的是ZP2。mZP2能与顶体反应后的精子结合。mZP2的抗体能抑制顶体反应后的精子与ZP的次级结合，而对顶体反应前顶体完整的精子与ZP间初级识别和结合没有影响。*ZP1的作用小鼠卵子的ZPl主要发挥结构支撑功能，它把ZP2、ZP3细丝横向连接起来，构成透明带三维构象。然而，在其他动物，例如猪和兔的研究表明，ZPl也可能是精子的次级受体，在精卵结合中发挥作用。*3.精子表面的透明带结合蛋白初级透明带结合蛋白位于精子顶体区质膜上。它与ZP3相互作用，诱发顶体反应的发生。次级透明带结合蛋白位于顶体反应后的精子表面，即顶体内膜上，它与ZP2相互作用，在精子穿过ZP过程中，次级透明带结合蛋白始终使精子与ZP结合。*(1.)半乳糖苷转移酶(GalTase)β-l，4半乳糖苷转移酶是最早报道的初级透明带结合蛋白，它存在精子表面。纯化的GalTase及其抑制剂和它的抗体均可抑制精卵相互作用。该酶可特异地作用于ZP3。实验证据表明，GalTase可能是精子上的初级透明带结合蛋白。然而，来自GalTase基因敲除小鼠的精子在体内仍具有受精能力。*(2.)透明带受体激酶是一种跨膜受体，具有酪氨酸激酶活性，称为透明带受体激酶(zonareceptorkinase,ZRK)，又称p95。酪氨酸磷酸化是精子受精所必需的，抑制酪氨酸蛋白激酶活性即可阻止顶体反应，从而阻断受精。*(3.)sp56sp56是小鼠精子表面的一种分子量为56kDa的外周膜蛋白。它仅存在于顶体完整的精子头部表面。纯化的sp56可与小鼠卵结合，并在体外抑制精卵结合。sp56存在于小鼠和仓鼠精子表面。所以,小鼠和仓鼠的精子都能与小鼠卵透明带结合。人和豚鼠精子不含sp56，因此不能与小鼠卵透明带结台。思考题1.简述获能期间精子出现的变化。2.顶体反应的机制。3.检测顶体反应的方法。*ThankYou!*精子获能、顶体反应和与透明带的结合*国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）六、基础研究4.重大科学研究计划（4）发育与生殖研究**一.精子获能哺乳动物精子在离开雄性生殖道时，还不能立即与卵子受精。它必须在雌性生殖道内经历一段成熟过程，才获得受精能力。这一现象称为获能(capacitation)（1951年张民觉和Austin）。张民觉(1908～1991)2010年，英国生理学家罗伯特·爱德华兹因为在试管婴儿方面的研究获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。1978年7月25日，世界上首个试管婴儿诞生。*1.体外获能研究精子获能一般采用体外获能的方法。**2.影响获能的因素温度:37℃pH:7.4—8.0渗透压:295～310mOsm／kgH2O*3.获能的种间差异