牛输卵管峡部和壶腹部上皮球体的蛋白质组学特征及其在配子-输卵管相互作用体外研究中的生理特性

为解决配子与输卵管上皮相互作用机制不清的问题，法国INRAE等机构研究人员开展了牛输卵管峡部与壶腹部上皮球体的比较研究。通过免疫染色、dia-PASEF纳米LC-MS/MS和共培养实验，发现壶腹部球体具有更高比例的纤毛细胞(24.5% vs 20%)和更强的精子结合能力(结合密度高33-45%)，鉴定出1010个区域差异蛋白。该研究为配子-输卵管互作提供了标准化的3D体外模型，对理解受精微环境具有重要意义。

　　

在哺乳动物生殖过程中，输卵管扮演着精卵相遇的"鹊桥"，但其狭窄的管腔(直径<3mm)和复杂的黏膜褶皱使得直接观察配子-输卵管相互作用成为难题。目前体外研究多采用单层培养的输卵管上皮细胞，却面临细胞极性丧失、纤毛特性退化等问题；而组织块模型又因形状大小不均难以定量分析。更关键的是，输卵管不同区段(峡部形成精子库，壶腹部发生受精)可能存在功能差异，但相关分子机制尚不明确。

法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)、法国国家科学研究中心(CNRS)和图尔大学的研究团队在《Reproductive Biology》发表研究，通过建立标准化的牛输卵管峡部和壶腹部上皮球体模型，结合多组学技术揭示了区域特异性差异。研究人员从屠宰场获取预排卵期奶牛输卵管，经3天培养获得直径100-150μm的球体，采用免疫染色鉴定细胞类型，dia-PASEF纳米LC-MS/MS技术分析蛋白质组，并与公牛精子共培养评估结合特性。

研究结果显示：

1. 1.

   形态学特征：两种球体直径(122.7±4.1 vs 121.0±2.7μm)和细胞数(130.9±6.7 vs 133.2±5.8)无差异，但壶腹部球体纤毛细胞比例显著更高(24.5% vs 20%)。

2. 2.

   蛋白质组分析：共鉴定6914种蛋白，其中1010个存在区域差异(517个峡部富集，493个壶腹部富集)。峡部高表达HSP90B1等热休克蛋白，功能富集于小分子代谢；壶腹部蛋白则与细胞骨架重构相关。

3. 3.

   精子结合特性：壶腹部球体精子结合密度显著更高(1小时高33%，6小时高45%)，95-97%的精子通过头部与纤毛结合。扫描电镜显示结合精子大多顶体完整(95.4%峡部，98.2%壶腹部)。

该研究首次系统比较了输卵管不同区段上皮球体的生物学特性，建立的标准化3D模型克服了传统单层培养和组织块的局限性。发现壶腹部上皮具有更强的精子结合能力，可能与更高比例的纤毛细胞及ANXA4等差异蛋白有关。这些发现为理解精子在输卵管中的选择性储存和释放提供了新视角，建立的模型可用于筛选优质精子或评估公牛生育力。未来研究可结合激素处理进一步模拟生理状态，并探索差异蛋白在受精微环境调控中的具体作用。