女性生殖道不同区域来源的细胞外囊泡对精子运动能力和获能的支持作用研究

本研究针对人类生殖过程中精子功能调控机制的关键科学问题，由意大利圣拉斐尔科学研究所团队开展关于女性生殖系统不同部位（包括卵泡液、宫颈阴道液和子宫内膜基质细胞）分泌的细胞外囊泡(EVs)对精子运动性和获能(capacitation)影响的研究。通过纳米颗粒追踪分析(NTA)、透射电镜(TEM)和功能实验证实，所有来源的EVs均能被精子有效摄取，显著提升精子前向运动比例（从37.2%增至52.7%）并促进钙离子诱导的顶体反应(AR)。该发现为辅助生殖技术(ART)中精子体外培养方案优化提供了新思路，论文发表于《Scientific Reports》。

　　

在人类生殖的精密"舞蹈"中，精子需要穿越女性生殖道的重重关卡才能完成受精使命。这个过程中，女性生殖道分泌物就像神秘的"教练"，通过复杂的生化信号指导精子完成功能成熟。近年来，科学家们发现直径仅100-200纳米的细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)可能是这些信号的重要载体。虽然动物研究表明生殖道EVs能调控精子功能，但在人类生殖系统中，这些微小囊泡究竟如何影响精子仍存在巨大认知空白——不同生殖部位EVs的功能差异、作用效率以及临床应用潜力都亟待探索。

来自意大利圣拉斐尔科学研究所(IRCCS San Raffaele Scientific Institute)的Camilla Fasoli团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次系统比较了女性生殖道不同区域——包括排卵期卵泡液(FF-EVs)、LH峰后2天（排卵期）和7天（植入窗）宫颈阴道液(CVF-EVs LH+2/LH+7)以及模拟增殖期/分泌期的子宫内膜基质细胞(eESCs-EVs/dESCs-EVs)来源的EVs对精子功能的影响。研究发现这些纳米级"包裹"能显著提升精子运动能力并促进获能关键步骤，为辅助生殖技术(ART)提供了新的优化方向。

研究人员采用多学科技术手段开展研究：通过差速离心结合纳米颗粒追踪分析(NTA)从临床样本（20例CVF、8例FF及8例子宫内膜活检）中分离鉴定EVs；利用透射电镜(TEM)和Western blot（检测CD9/CD63/ALIX/TSG101标志物）表征囊泡特性；采用流式细胞术（Vybrant DiO标记）量化精子对EVs的摄取效率；最后通过WHO标准精子活力评估和钙离子载体(A23187)诱导的顶体反应实验（考马斯亮蓝染色）检测功能影响。所有实验均使用正常精液样本(normozoospermic)进行至少3次生物学重复。

【EVs的分离与表征】

研究团队首先建立了严格的EVs分离流程，通过超速离心（110,000×g）从不同生物体液中获取囊泡。TEM图像显示所有EVs均呈现典型的茶托状形态，直径集中在140-170nm范围。Western blot证实这些囊泡表达EV特征蛋白（CD63/CD9/ALIX/TSG101），而缺乏内质网标志物calnexin(CNX)，符合国际细胞外囊泡学会(MISEV2023)指南标准。值得注意的是，子宫内膜来源EVs中CD9表达显著高于亲代细胞，提示分泌过程中的选择性包装机制。

【精子对EVs的摄取能力】

荧光标记实验揭示精子能以1.4%-4.4%的效率内化不同来源EVs，其中植入窗阶段(LH+7)的CVF-EVs摄取率最高(4.4±0.7%)，显著高于排卵期EVs(1.4±0.2%)。流式细胞术显示这种摄取具有时间依赖性，且在pH5.5（模拟阴道环境）条件下效率更高，暗示生理环境中可能存在更显著的相互作用。

【EVs对精子活力的影响】

在4小时培养中，所有类型EVs均使前向运动精子比例从基线37.2%提升至45.4-52.7%，效果与临床常用的人血清白蛋白(HSA)相当。特别值得注意的是，这种促进作用呈现时间依赖性，且不同来源EVs间无统计学差异，提示女性生殖系统可能通过保守机制调控精子运动能力。

【EVs促进精子获能】

通过钙离子载体诱导的顶体反应评估发现，4小时EVs处理使获能精子比例提升至22.6-30.0%，其中CVF-EVs LH+7效果最显著(30.0±4.2%)。这种促进作用与EVs摄取效率不完全正相关，暗示不同EVs可能通过"亲吻-跑"(kiss-and-run)等膜接触机制传递信号分子，而不仅是依靠内化途径。

这项研究首次系统阐明人类女性生殖道不同区室来源的EVs均能支持精子功能成熟，其作用不依赖于母体细胞的激素状态。从机制角度看，EVs可能通过传递CRISP1（半胱氨酸丰富分泌蛋白1）等运动促进因子，或调控PMCA4a（质膜钙ATP酶4a）等钙稳态蛋白发挥作用。临床转化方面，该发现为ART技术优化提供了新思路：在体外受精(IVF)周期中，用女性生殖道EVs预处理精子可能比传统HSA培养更接近生理状态，尤其对严重弱精症(asthenozoospermia)患者，或可减少卵胞浆内单精子注射(ICSI)的使用需求。研究也存在一定局限，如尚未解析EVs的具体作用分子，且实验主要在非生理性pH7.4条件下进行。未来研究可结合蛋白质组学鉴定关键效应分子，并探索EVs在胚胎植入阶段的潜在作用，为开发新一代生殖医学产品奠定基础。