锌是精子获能过程中精子功能的重要调节剂

　　

科学家们一直在努力全面了解雄性精子细胞的功能，以及它们为什么有时不能使雌性卵子受精，这对旨在最大限度提高粮食产量的养殖户，以及与不孕不育作斗争的人类夫妇都有影响。

在密苏里大学(University of Missouri)的一项新研究中，研究人员发现锌离子在精子获能过程中起着至关重要的调节作用，即精子在女性生殖道中发生的一系列变化，使它们能够使卵子受精。

密西根大学农业、食品和自然资源学院(CAFNR)的研究科学家Michal Zigo来自密西根大学医学院的动物科学、妇产科和妇女健康学系教授Peter Sutovsky的实验室，他和其他合作者研究了从密西根大学国家猪资源和研究中心的可育雄猪精液中收集的锌相互作用蛋白。

Zigo说:“我们发现，精子中有近1800种蛋白质与锌离子相互作用，由此我们推断，锌一定是精子中发生的各种过程的主调节器，以促进男性和女性生殖细胞的识别和结合，从而使受精成为可能。”Zigo在斯洛伐克长大，并在捷克布拉格学习，2015年加入密歇根州大学苏托夫斯基的实验室。

锌会使精子处于不能使卵子受精的状态。然而，如果锌从精子中释放出来，并且在人工授精(许多养殖户常用的促进动物繁殖的生育方法)过程中过早地发生获能过程，精子细胞将在到达卵子之前“耗尽”和死亡，因此这个过程非常脆弱和时间敏感。

苏托夫斯基说，分析公猪精子中的锌含量可以帮助猪农做出更明智的决定，哪些猪在人工授精过程中最有用。每窝猪多生一只小猪，美国猪肉养殖户每年的收入就会增加1.3亿美元。

Zigo说:“通过分析锌在精子细胞中发挥的调节作用，我们有可能了解到关于精子成功受精的最佳时间窗口的线索。”“我们所能做的任何事情都可以延长这一短暂的机会窗口，让精子成功地使卵子受精，这对动物的生育管理和潜在的人类不孕不育治疗都有积极的影响。”

锌是人体的一种重要营养物质，缺锌会导致营养不良和发育缺陷。然而，过量的锌可能会导致中毒。

苏托夫斯基说:“这项研究可以帮助我们更好地了解锌缺乏是如何影响雄性不育的。”他也在斯洛伐克长大，在2001年来到密歇根大学进行进一步研究之前，他研究了动物科学和生殖生理学。“对于牲畜的人工授精，富含锌的精液通常会事先被稀释，所以我们的研究表明，过早稀释可能会引发过早获能，导致精子耗尽和死亡。因此，通过补充液体锌到精子中，我们可以优化人工授精的精子制备，并增加畜牧业的成功生育结果。”

苏托夫斯基补充说，由于人类营养依赖于食物供应，这项研究可以帮助养猪户提供更多的食物，从而改善人类营养，减少世界各地的粮食不安全状况。

苏托夫斯基说:“更好的总体健康会带来更好的生殖健康，因此通过提高生育能力和粮食安全，我们的研究有助于生命的循环。”

除了更好地理解锌作为精子功能的关键调节器的作用外，研究人员还发现，与神经退行性疾病(如亨廷顿病和帕金森病)相关的生物途径中，同样的蛋白质也大量存在于精子中。

Zigo说:“大脑和生殖系统之间意想不到的相似性的发现令人惊讶，通过建立这些基础，研究人员可以进一步研究这些机制。”

因此，精子细胞可能成为研究和管理神经退行性疾病的非传统模型。

文章标题

Zinc is a master-regulator of sperm function associated with binding, motility, and metabolic modulation during porcine sperm capacitation