特殊糖链将精子绑定于卵子

科学界已经知晓，在人类卵子的受精过程中，卵子表面的一系列特殊糖分子起着重要作用。只有精子头部的蛋白质与这些糖分子完全匹配后，精子和卵子的表层才开始绑定，随后二者开始合并，精子开始向卵子内部释放DNA，卵子也就开始受精。但在绑定“前戏”发生时，哪类糖分子或者糖分子组合最关键呢？一个国际研究团队给出了答案。

   

在一项新研究中，英国伦敦帝国学院、美国密苏里大学、中国香港大学和台湾“中央研究院”研究人员，使用了超灵敏光谱成像技术找出了促使精卵“牵手”的最重要“红娘”——名为SLeX的糖链（糖分子按特定序列形成的链状物）。他们发现，SLeX在卵子表面异常丰富，进一步的实验室研究确认，正是这种糖链将精子绑定于卵子。


   

参与研究的伦敦帝国学院教授安妮·德尔表示，“我们发现的这些细节填补了对受精知识理解的空白，我们希望能最终帮助那些目前还没法生育的人群”。



        首先，你的父母必须要相遇。然而另一方面，一种较不被人们所关注的遭遇同样让你的存在成为可能，那就是爸爸的一个精子紧抓着妈妈的一个卵子不放。如今，通过鉴别出人类卵子中与精子相结合的糖分子，研究人员终于解开了这个冥思苦想多年的关于细胞约会的谜题。



        科学家已经知道，在人类卵子的受精过程中，卵子表面的一系列特殊糖分子起着重要作用。只有精子头部的蛋白质与这些糖分子完全匹配后，精子和卵子的表层才开始绑定，随后二者开始合并，精子开始向卵子内部释放DNA，卵子也就开始受精。



        然而在受精发生之前，一个精子必须牢牢地抓住卵膜，这是包裹卵子的一层薄膜。人类的卵膜包含有4类蛋白质。反过来，研究人员推断，这些蛋白质也演变出生有分支的碳水化合物，从而让精子能够有个抓手。尽管科学家已经确定了小鼠体内供精子附着的糖类，但他们在人类中却无法复制这一发现，这在很大程度上缘于试验中的卵膜的缺乏。



        为了克服这一瓶颈，美国密苏里大学医学院的糖生物学家Gary  Clark和中国香港大学、中国台湾“中央研究院”，以及英国伦敦帝国学院的同事，收集了将近200个人类卵子。研究人员随后利用质谱分析法从这些卵子的卵膜中鉴别出了碳水化合物。研究人员日前在美国《科学》杂志网络版上报告说，人类卵膜中的糖主要携带有一种碳水化合物分支，这一结构被称为sialyl-Lewisx。Clark表示，与其他种类的体细胞相比，这些sialyl-Lewisx分支在卵子中更为常见，并且它们完全包裹在卵子表面。



        接下来，研究人员测试了是否sialyl-Lewisx分子有助于帮助精子和卵子结合。他们将精子附着在卵子表面，而这些卵子被浸泡在额外含有sialyl-Lewisx分子的溶液中。研究人员发现，多出来的糖类让精子“分了心”，进而减少了附着在卵子上的精子数量。他们同时注意到，能够获得sialyl-Lewisx分子的抗体同样减少了精子对卵子的附着。



        参与该项研究的伦敦帝国学院的分析生物化学家Anne  Dell表示：“从纯科学角度了解发生在人类生命最初的事件真是太神奇了。”她同时指出，这一发现还具有实际意义，包括改进避孕药和生育治疗。例如，精子在卵子上的标靶的发现可能有助于医院确定那些男性不育患者。Clark说：“那些人拥有质量极好的精子，但这些像蝌蚪一样的家伙却总是抓不住卵子。”



        Dell表示，“我们发现的这些细节填补了对受精知识理解的空白，我们希望能最终帮助那些目前还没法生育的人群”。