研究表明电激活蛋白调节精子发生

弗兰肯斯坦的怪物通过明智地使用少量电流而复活;我们体内的许多过程也受电流的调节。现在，日本的研究人员发现，电流可能在男性生育能力中发挥关键作用。

在《自然通讯》杂志发表的一项研究中，大阪大学的研究人员发现，一种活性依赖于电信号的蛋白质在精子发育中起着至关重要的作用。这篇论文的标题是“电信号在成熟精子中通过电压感应磷酸酶调节磷酸肌醇的重要性”。

精子在穿过男性生殖系统时会经历一个发育过程，使其成熟并获得使卵子受精的能力。这个过程的一部分涉及改变精子细胞膜中存在的脂质或脂肪分子的类型。这些变化是由酶引起的，这些酶必须在精子发育时间线的特定点被激活。

“我们最近在精子中发现了一种不寻常的电压感应磷酸酶(VSP)的功能性表达。这种独特的蛋白质在响应细胞膜电位变化时会表现出磷酸酶活性，”该研究的主要作者TakafumiKawai说道。“然而，VSP是否能感知精子的膜电位，如果能，这会如何影响精子的成熟，目前仍不清楚。”

示意图显示了精子中mVSP激活的模型。来源：NatureCommunications(2024)。DOI：10.1038/s41467-024-51755-2

为了探索这一点，研究人员消除了小鼠精子中的VSP表达。然后，他们评估了没有VSP的细胞与有VSP的细胞在精子发育的不同阶段的精子细胞膜脂质含量。

“结果非常清楚，”资深作者YasushiOkamura表示。“在没有VSP的情况下，精子中的某些膜脂质成分无法完全成熟，这表明VSP是精子正常发育所必需的。”

接下来，研究人员创建了VSP的突变版本，改变了其对电刺激的反应性，并在小鼠身上测试了这种突变体的效果。与正常小鼠相比，表达突变蛋白的小鼠的精子在运动能力上明显异常。

“我们的研究结果表明，在精子发育过程中，VSP通过促进细胞膜的适当成熟来响应电信号，”Kawai说。

鉴于精子的正常发育和功能对男性生育能力至关重要，这项研究的成果可用于帮助开发未来不孕症的临床治疗方法。此外，研究VSP将电信号转换为化学信号的独特机制可能会为细胞发育提供新的见解。