Cell：揭示卵子受精后，ZP2蛋白切割通过调节卵外被的结构来阻止更多精子进入

在一项新的研究中，来自瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员发现卵子被精子受精后，周围的卵外被（egg coat）会收紧，机械地阻止更多精子进入和随后的胚胎死亡。这一发现还解释了卵外被蛋白的突变如何导致女性不孕，并有可能最终开发出新的避孕方法。相关研究结果发表在2024年3月14日的Cell期刊上，论文标题为“ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat”。

哺乳动物的受精过程始于精子附着在卵外被上，其中卵外被是一种丝状细胞外包膜，精子必须穿透卵外被才能与卵子融合。如今，这些作者详细绘制了蛋白ZP2的结构和功能图，其中ZP2是卵外被的一个组成部分，在调节受精时卵子和精子如何相互作用方面起着关键作用。

论文通讯作者、卡罗林斯卡医学院生物科学与营养学系教授Luca Jovine说，“众所周知，ZP2 在第一个精子进入卵子后会被裂解，我们解释了这一事件如何使卵外被变得更坚硬，无法被其他精子渗透。这可以防止多精子症（polyspermy）——多个精子与一个卵子融合，这对胚胎来说是致命的。”

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.02.013

受精后卵外被的变化对雌性的生育能力也至关重要，因为它能确保发育中的胚胎在植入子宫之前得到保护。因此，这些新知识可能会对开发干扰卵外被形成的非激素避孕药产生影响。此外，这项新的研究还解释了与卵外被相关的雌性不孕症。

Jovine解释说，“编码卵外被蛋白的基因发生突变可导致女性不孕，而且越来越多的此类突变正在被发现。我们希望我们的研究将有助于女性不孕症的诊断，并在可能的情况下预防意外怀孕。”

重要的是，这项新的研究还发现，ZP2 的一个以前被认为是精子受体的部分并不是精子附着在卵子上所必需的。这就提出了一个问题：卵外被表面上的真正精子受体是什么？这些作者计划对这一问题展开进一步研究。

这些作者结合 X 射线晶体学和低温电镜研究了卵外被蛋白的三维结构。他们在小鼠体内对精子与携带 ZP2 蛋白突变的卵子之间的相互作用进行了功能性研究，并利用人工智能程序 AlphaFold 预测人类卵外被的结构。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Shunsuke Nishio et al. ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.02.013.

New discovery reveals how the egg controls sperm entry
https://phys.org/news/2024-03-discovery-reveals-egg-sperm-entry.html