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为助力哥伦比亚奇诺?桑坦德雷亚诺克里奥尔牛品种种质库建设,研究人员探究精子冷冻相关标记,发现 NPC2 蛋白的 14kDa 条带是精液冷冻耐受性重要标记,其丰度与冷冻性相关,该蛋白与胆固醇相互作用对维持精子功能和结构有重要意义。
在拉丁美洲,尽管有报告称该地区生物多样性丰富,但开展活跃遗传物质保护项目的国家数量仍然较少。该地区目前存在的大多数物种和品种是几个世纪前引进的。例如,500 多年前西班牙征服时期引入的牛品种,其中奇诺?桑坦德雷亚诺(Chino Santandereano)品种被列为濒危品种。为恢复这一品种,人们实施了诸如精液冷冻保存等先进生物技术流程。精液由公牛生殖道附属腺体分泌的复杂成分(精浆,SP)和射精时悬浮其中的精子组成。SP 中的蛋白质在受精过程中起着至关重要的作用,包括稳定精子膜、与雌性生殖道精子储存库的上皮细胞相互作用以及促进精子获能等。
NPC2 蛋白的结构和功能已被广泛研究,尤其在尼曼 - 匹克病 C 型(NPC)方面。NPC2 蛋白对胆固醇有高亲和力,被认为在调节精子胆固醇水平方面发挥作用。精子膜中胆固醇的含量和分布会影响精子对冷冻保存的耐受性。
本研究旨在确定 NPC2 蛋白在奇诺?桑坦德雷亚诺克里奥尔公牛精子冷冻耐受性中的作用,并阐明胆固醇在这一过程中的参与机制。研究设计为选取 10 头纯种奇诺?桑坦德雷亚诺克里奥尔公牛,每头公牛射精 3 次,共收集 30 份精液。通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、蛋白质免疫印迹法(Western blotting)等方法测定 SP 中 NPC2 蛋白的相对含量。
根据解冻后精子质量参数,通过两步聚类分析将精液分为优质冷冻效果(GFE)组和劣质冷冻效果(PFE)组。研究结果表明,NPC2 蛋白,尤其是其 14kDa 条带,是奇诺?桑坦德雷亚诺公牛精液冷冻耐受性的重要标记。与冷冻效果好的精液相比,冷冻效果差的精液中 14kDa 条带的相对丰度更高。精浆中胆固醇与 NPC2 之间的相互作用表明,该蛋白在维持精子质膜中的胆固醇方面发挥作用,这对于改善冷冻后精子的功能和结构至关重要。