磷脂酶C-zeta在生殖生物学中的作用及研究进展

细胞信号转导通路中的磷脂酶C(PLC)可以引起卵子发生Ca^(2+)振荡,激活卵子,在顶体反应、受精及随后的胚胎发育中发挥着巨大作用。它的亚型之一PLCζ近年来在生殖领域的深入研究中揭示了其作为"精子因子"的实质。并认为对其研究将有助辅助生殖技术的受精率提高。在此对其功能及新近的研究进展进行简要概述。

磷脂酶C-zeta与男性不育

卵母细胞激活是胚胎发育的第一步,在哺乳动物中由一系列的细胞内钙离子(Ca^(2+))振荡触发。精卵融合时一种精子特异性蛋白因子释放入卵母细胞胞质中来启动这些Ca^(2+)振荡,证据表明这种蛋白质是精子特异性磷脂酶C(PLC),称为PLC-zeta(PLCζ)。大量的临床研究显示某些类型的男性不育与PLCζ蛋白在人精子中的异常表达、定位模式、结构改变等显著相关,PLCζ蛋白检测可作为男性不育的诊断和预后指标,显微注射有活性的重组人PLCζ蛋白是人工辅助卵母细胞激活(assisted oocyte activation,AOA)的一种有效方法。本文对PLCζ与卵母细胞激活、PLCζ蛋白的表达水平和定位模式与男性不育以及PLCζ在男性不育诊疗中的临床应用等方面的相关研究进行综述。

卵母细胞人工激活的研究进展

受精时,精子诱导卵母细胞胞浆内Ca^(2+)发生一系列升高,成熟的卵母细胞激活进而继续发育,这个过程称为钙振荡。钙振荡在卵胞浆内单精子注射(ICSI)后也会出现,它主要由精子蛋白磷脂酶C-zeta(PLCζ)触发。目前,ICSI是使卵母细胞受精的有效方法,但一部分卵母细胞在ICSI后仍受精失败,这种情况似乎与PLCζ缺乏有关。在辅助生殖领域常通过卵母细胞人工激活(AOA)技术来改善受精失败患者的结局。本研究综述了卵母细胞激活的科学背景,并对AOA技术做了一些讨论。

冷冻保存对精子质膜蛋白PLCζ的损伤作用

目的 比较精液冷冻前、复苏后精子参数以及精子质膜蛋白磷脂酶C-zeta(Phospholipase C-zeta, PLCζ)表达水平的变化,探究冷冻保存对人类精子PLCζ的损伤作用。方法 选取2022年2月—2023年7月在本中心进行辅助生殖技术(Assisted reproductive technology, ART)治疗的不育男性患者30份正常精液标本。将每份精液均分为冻前新鲜组和复苏后冷冻组。比较分析冷冻前、复苏后精子的活力(PR级),存活率和形态变化;密度梯度离心处理两组精液标本,通过免疫荧光和Western blot技术检测精子PLCζ表达水平。结果 与新鲜精子相比,冷冻保存明显降低精子的前向运动精子百分率(31.8%±5.5%)vs(59.3%±7.4%)(P<0.01),精子活动率(38.7%±4.6%)vs(69.07%±6.7%)(P<0.01)和精子存活率(48.2%±6.1%)vs(83.4%±7.2%)(P<0.01),精子正常形态率也发生改变(3.4%±0.7%)vs(12.4%±3.3%)(P<0.01),尾部卷曲的异常形态比例增多;冷冻复苏精子PLCζ荧光免疫反应减弱(33.08±9.74)vs(114.1±12.92)(P<0.01),染色为散在红色点状荧光,且特征性的染色定位缺失;Western blot实验中,精子PLCζ蛋白表达明显减弱。结论 冷冻保存不仅对精子参数有负面影响,同时对精子质膜蛋白PLCζ有损伤作用。