Elife:导致阿尔兹海默症的“元凶”能够降低精子活力
2017-08-15 Giorgia Guglielmi, 翻译:张畅 科研圈
精液和阿尔兹海默症患者的大脑的相似之处在于：它们都含有一种名为淀粉样纤维的蛋白质微丝。尽管淀粉样沉积会对脑细胞造成损伤，这些蛋白微丝却可能在生殖过程起着至关重要的作用。一项新的研究表明，精液中的蛋白微丝可使状态低于平均水平的精子动弹不得，从而保证只有最好的精子得以到达卵细胞。
精液和阿尔兹海默症患者的大脑的相似之处在于：它们都含有一种名为淀粉样纤维的蛋白质微丝。尽管淀粉样沉积会对脑细胞造成损伤，这些蛋白微丝却可能在生殖过程起着至关重要的作用。一项新的研究表明，精液中的蛋白微丝可使状态低于平均水平的精子动弹不得，从而保证只有最好的精子得以到达卵细胞。
“我敢说从第一次观察到精液中的蛋白微丝开始，科学家们就在猜测这些东西的真实功能到底是什么。”来自丹麦奥胡斯大学的蛋白质聚合专家丹尼尔 · 奥森（Daniel Otzen）（并未参与此项研究）说，“这项研究对此提供了确凿的证据。”
2007 年，研究人员们发现了精液中的蛋白微丝——起初它看起来不像什么好消息。科学家们表示，这些和精细胞及其他成分一起存在于精液中的蛋白微丝可与 HIV 病毒结合，并帮助其进入细胞内。在大多数灵长动物中都可以发现它们。加州大学旧金山分校的黏膜生物学家娜迪亚·罗安（Nadia Roan）认为：“如果这种纤维状蛋白没有任何益处，它们早该在进化中被淘汰了。”鉴于 HIV 病毒与细胞融合的方式能够让人联想到精子与卵细胞的结合，罗安想知道精液的蛋白微丝对受精是否也有促进作用。
在新的研究中，罗安团队合成了淀粉样蛋白微丝，通过在培养皿中进行体外实验来验证它们是否可以促进精卵结合。很快，他们便大失所望——当淀粉样蛋白微丝存在时，精子的速度反而变慢了。“它们的尾部摆动得没那么快了。”罗安说道。显微镜下的观察进一步显示出，这些蛋白微丝能与精细胞结合，并阻碍它们的游动。
所以研究者们有了一个新的想法：这些蛋白微丝或许可以帮助女性剔除劣质的精子。罗安表示，性交后女性的免疫细胞会对生殖道进行清洗，以清除潜在的有害微生物。为观察精液蛋白微丝是否会促进这一过程，研究人员分别在有合成微丝和没有合成微丝存在的环境下培养精子，然后检测被免疫细胞吞噬的精子数量。该团队在 eLife 上的报道称，对健康的精子来说，有蛋白微丝存在时被吞噬的数量是没有时的 5 倍；而对于被超低温破坏过的精子这个数字则为 1.5 倍。
因此罗安认为，活体动物体内的精液蛋白微丝至少有两点益处：其一，清除在雌性生殖道中停留过久的精子，从而避免触发会杀死所有精子的不必要免疫反应；其二，去除受损的精子，给健康精子创造更好的机会来接近卵细胞。
“把精液蛋白微丝视作一种帮助确保“只有最好、最活跃”的精子才能到达卵子的策略，这就说得通了。“奥森说，“从进化角度来看，没有什么比拥有一个强大的后代更重要的了。”
然而他承认，为了充分了解这些蛋白微丝是如何困住精子的，人们还需要进行更多的研究。此外，培养皿中的实验结果是否适用于体内也有待证实。不过奥森仍然认为，精液蛋白微丝新颖的质检功能揭示了一点：“大自然比我们想象的更复杂，也更怪诞。”
原始出处：Nadia R Roan, Nathallie Sandi-Monroy, Nargis Kohgadai, et al. Semen amyloids participate in spermatozoa selection and clearance. eLife. 2017.7.27
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