输卵管蛋白组学揭示精子选择与受精成功的新机制：健康精子调控微环境优化与免疫平衡

本刊推荐：为解决输卵管微环境如何影响精子选择及受精成功率的问题，研究人员开展了人输卵管在接触健康精子后的蛋白组学变化研究。通过TMT标记定量蛋白质组学技术，发现健康精子可上调纤溶酶原激活、激素分泌调节等通路，同时下调IL-1β、TNF-α等炎症通路，证实精子能主动优化输卵管微环境。该研究为改善辅助生殖技术提供了重要分子依据。

　　

在人类生殖过程中，输卵管作为精卵结合和早期胚胎发育的关键场所，其微环境对精子筛选、受精及胚胎发育起着决定性作用。虽然女性生殖道通过多重屏障机制筛选形态正常、运动能力强的精子，但数百万精子进入女性生殖道并不保证必然受精成功。输卵管被视为最精细的筛选器，它依据精子的形态、力学特性（如运动模式）及分子特征进行选择。以往认为输卵管环境主要受激素调控，但最新证据表明，精子与输卵管上皮的直接接触可能触发独立于激素状态的分子应答。

然而，精子与输卵管间的分子对话机制仍不明确。尤其当精子DNA碎片指数（DFI）较高时，可能通过Toll样受体（TLR）途径激活炎症反应，反而阻碍受精。因此，解析健康精子如何调控输卵管蛋白表达，从而促进精子获能（capacitation）、超活化（hyperactivation）及早期胚胎发育，成为生殖医学领域的焦点问题。

为回答这一问题，研究团队在《Scientific Reports》上发表了一项开创性研究，通过体内蛋白质组学分析，首次揭示人输卵管在接触健康精子后的分子变化谱，并关键指出精子对输卵管微环境的主动“改造”能力。

该研究主要运用了以下关键技术方法：选取20例育龄女性输卵管样本（手术处于黄体期），按是否于术前24–48小时内有阴道内射精分为实验组和对照组；通过精子DNA碎片（SDF）检测确保入选精子DFI＜20%；利用TMT（tandem mass tag）标记联合液相色谱-串联质谱（nanoLC-ESI-MS/MS）进行高通量蛋白质组定量；借助MaxQuant、Perseus进行数据分析和统计学处理；使用STRING数据库构建蛋白互作网络（PPI），并通过Western blot对关键蛋白如S1PR2、HP、TPA和FGB进行验证。

研究结果：

一、差异表达蛋白谱

与对照组相比，实验组中共有90个蛋白质上调和200个蛋白质下调（logFC>1，p<0.05）。这些蛋白质广泛参与炎症、血管生成、凝血、代谢及激素分泌调节等生物学过程。

二、通路富集分析

上调通路主要包括纤溶酶原激活（plasminogen activation）、胞吐作用正调控、激素分泌促进、长链脂肪酸转运及胆固醇运输等；而下调通路则涉及白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子（TNF）信号传导、IL-9介导的信号通路以及RNA分解过程。这表明健康精子可抑制过度炎症反应，同时促进有利于受精的代谢与调控环境。

三、蛋白互作网络

在上调蛋白中，FGA、VWF、APOC1、PON1、SERPIND1、HP、APOE、FGG、FGB和ITGA2B等成为枢纽节点（degree>8）；下调蛋白中高度互联的包括ABCE1、PABPC1、NOP56、EEF1G、EIF3B等（degree>19），这些分子在免疫调节、RNA代谢及翻译 initiation 中起核心作用。

四、Western blot验证

S1PR2、HP、TPA和FGB在实验组中表达均显著升高（p<0.05或p<0.01），与组学结果一致，证实这些分子在响应精子接触中的关键作用。

研究结论与讨论：

本研究首次在人体内层面证实，健康精子可显著改变输卵管蛋白质组表达模式，营造一个低炎症、高支持性的微环境。具体而言，精子接触下调了IL-1、TNF-α等炎症因子信号，这可能避免过度免疫反应损害精子功能或胚胎发育。同时，上调了如纤溶酶原激活物（TPA）、血凝蛋白（FGB）、结合珠蛋白（HP）以及鞘氨醇-1-磷酸受体2（S1PR2）等因子，这些分子分别有助于精子脱附、运动、卵丘细胞层穿透、免疫调节及早期胚胎发育。

尤其值得注意的是，HP作为一种急性期蛋白，其在输卵管中的高表达可能抑制淋巴细胞活性，调节T辅助细胞平衡，从而支持免疫豁免环境。而TPA通过激活plasminogen至plasmin，不仅协助精子穿透卵子外层，还促进基质金属蛋白酶（MMP2）激活，进一步帮助受精。S1PR2的上调则可能与输卵管收缩、胚胎发育调控密切相关。

该研究突破了过去认为输卵管环境仅受激素调控的传统观点，强调精子本身作为信号导引者，能够优化自身生存和受精条件。这一发现对辅助生殖技术（ART）具有重要启示：当前体外受精（IVF）环境未能完全模拟体内输卵管微环境，尤其是分子对话层面。未来可通过在胚胎培养中添加HP、TPA或调节S1P信号通路，以提升胚胎选择与植入成功率。

总之，该研究不仅深化了对受精机制的理解，也为生殖障碍的诊疗和新干预策略开发提供了理论依据和实验基础。