精子運(yùn)動(dòng)調(diào)控機(jī)制初探

關(guān)于精子運(yùn)動(dòng)調(diào)控機(jī)制初探報(bào)告內(nèi)容精子的發(fā)生、成熟和運(yùn)動(dòng)模式精子的超微結(jié)構(gòu)特征精子運(yùn)動(dòng)功能異常與臨床精子運(yùn)動(dòng)的調(diào)控機(jī)制第2頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子的發(fā)生第3頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子成熟與附睪水鹽平衡的維持酸性環(huán)境的維持功能蛋白的分泌精子的運(yùn)輸精子的儲(chǔ)存與保護(hù)附睪為精子的成熟提供了適宜的體液微環(huán)境第4頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子運(yùn)動(dòng)方式

激活態(tài)運(yùn)動(dòng)：鞭毛對(duì)稱擺動(dòng)線性運(yùn)動(dòng)軌跡超活化運(yùn)動(dòng)：鞭毛非對(duì)稱擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡呈環(huán)狀第5頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子結(jié)構(gòu)特征Axoneme第6頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子鞭毛超微結(jié)構(gòu)

PM:細(xì)胞膜MS:線粒體鞘ODFs:外圍致密纖維OMDA:外部二聯(lián)微管DA:動(dòng)力蛋白臂RS:徑向輻條CP:中央微管對(duì)LC:縱向圓柱體TR:橫向肋條第7頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子鞭毛軸絲超微結(jié)構(gòu)

鞭毛軸絲的“9+2”超微結(jié)構(gòu)CP:中央微管對(duì)OMD:外圍雙聯(lián)微管RS:徑向輻條ODA:動(dòng)力蛋白外臂IDA:動(dòng)力蛋白內(nèi)臂ODA:含有”Ca2+sensor”IDA:含有”pHsensor”ZOOLOGICALSCIENCE20:1043–1056(2003)

第8頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子鞭毛擺動(dòng)的分子機(jī)制

動(dòng)力蛋白臂水解ATP驅(qū)動(dòng)臨近微管間的相對(duì)滑動(dòng)MolecularHumanReproduction,Vol.17,No.8pp.524–538,2011

第9頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子鞭毛擺動(dòng)的模式

MolecularHumanReproduction,Vol.17,No.8pp.524–538,2011

精子通過(guò)在時(shí)間與空間上的精準(zhǔn)調(diào)控使鞭毛軸絲特定區(qū)域內(nèi)的微管之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)從而使鞭毛產(chǎn)生對(duì)稱性或非對(duì)稱性的擺動(dòng)，進(jìn)而，推動(dòng)精子進(jìn)行直線性運(yùn)動(dòng)（激活態(tài)運(yùn)動(dòng)）或以環(huán)狀軌跡運(yùn)動(dòng)（超活化運(yùn)動(dòng)）。第10頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子運(yùn)動(dòng)功能異常與臨床

病變?cè)颍喊l(fā)育異常引起的宏觀形態(tài)畸變、超微結(jié)構(gòu)缺陷等，如纖毛不動(dòng)綜合癥。外部環(huán)境異常誘導(dǎo)精子運(yùn)動(dòng)調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路紊亂，如精液感染、精液液化障礙、精液粘稠、精液pH異常等引起的精子運(yùn)動(dòng)障礙。第11頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天外界pH對(duì)精子運(yùn)動(dòng)的影響

PLOSONE|july14,2015

VSL：平均直線速度VCL：平均曲線速度VAP：平均路徑速度第12頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天pH調(diào)控精子運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制JournalofReproductionandFertility(1993)98,439-449精子胞內(nèi)pH受到胞外pH影響且兩者在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系第13頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天pH調(diào)控精子運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制

PLOSONE|july14,2015

精子胞內(nèi)PH可直接作用于鞭毛軸絲上動(dòng)力蛋白內(nèi)壁的pH感受器通過(guò)影響動(dòng)力蛋白ATPase的活性調(diào)控精子的運(yùn)動(dòng)第14頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天pH調(diào)控精子運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制

pH可通過(guò)胞內(nèi)HCO3-/sNHE-sAC-cAMP-PKA信號(hào)通路調(diào)控精子鞭毛上運(yùn)動(dòng)相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白的磷酸化水平從而影響精子鞭毛的擺動(dòng)模式。BIOLOGYOFREPRODUCTION73,519–526(2005)

第15頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天pH調(diào)控精子激活態(tài)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

12第16頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天胞外pH對(duì)精子胞內(nèi)鈣離子濃度的影響

PLOSONE|july14,2015

堿性的PH能夠提升精子胞內(nèi)的鈣離子濃度第17頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天胞外pH對(duì)精子胞內(nèi)鈣離子濃度的影響

第18頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈣信號(hào)調(diào)控精子鞭毛的擺動(dòng)模式Catsper-null精子只擁有基礎(chǔ)激活態(tài)運(yùn)動(dòng)的能力，無(wú)法進(jìn)行超活化運(yùn)動(dòng)，使得其無(wú)法穿透卵子外圍的蛋白保護(hù)層進(jìn)行授精，這是由于Catsper-null精子無(wú)法在胞內(nèi)形成相應(yīng)的鈣信號(hào)所導(dǎo)致。ReproductiveBioMedicineOnline(2015)30,28–38

第19頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈣信號(hào)調(diào)控鞭毛擺動(dòng)模式的分子機(jī)制

精子能夠通過(guò)在時(shí)間和空間上的精準(zhǔn)調(diào)控產(chǎn)生復(fù)雜的鈣信號(hào)參與運(yùn)動(dòng)的調(diào)控，如精子的超活化運(yùn)動(dòng)，以及精子的趨化。NatCellBiol.2007Mar;9(3):235-42.第20頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子胞內(nèi)鈣離子濃度通過(guò)影響鞭毛軸絲DynienATPase活性調(diào)控軸絲微管間的相對(duì)滑動(dòng)。

Reproduction(2015)149475–484

鈣信號(hào)調(diào)控鞭毛擺動(dòng)模式的分子機(jī)制

第21頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子通過(guò)在胞內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的鈣信號(hào)如局部鈣離子濃度分布的差異，使得精子鞭毛軸絲微管在高鈣離子濃度區(qū)域的相對(duì)滑動(dòng)被抑制，而在低鈣離子濃度區(qū)域軸絲微管的相對(duì)滑動(dòng)被激活，引起精子鞭毛的大幅度非對(duì)稱擺動(dòng)，推動(dòng)精子以環(huán)狀軌跡進(jìn)行超活化運(yùn)動(dòng)。

MolecularHumanReproduction,Vol.17,No.8pp.524–538,2011

鈣信號(hào)調(diào)控鞭毛擺動(dòng)模式的分子機(jī)制

高鈣離子濃度區(qū)域低鈣離子濃度區(qū)域第22頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈣信號(hào)調(diào)控鞭毛擺動(dòng)模式的分子機(jī)制

AsianJournalofAndrology(2016)18,1–10

精子胞內(nèi)鈣信號(hào)可激活cAMP信號(hào)途徑調(diào)控運(yùn)動(dòng)相關(guān)蛋白的磷酸化水平，尤其是蛋白酪氨酸的磷酸化，使精子的運(yùn)動(dòng)模式由激活態(tài)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌罨\(yùn)動(dòng)。第23頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈣信號(hào)調(diào)控鞭毛擺動(dòng)模式的分子機(jī)制

BIOLOGYOFREPRODUCTION73,519–526(2005)

鈣/鈣調(diào)蛋白-鈣調(diào)蛋白激酶信號(hào)途徑可通過(guò)調(diào)控鞭毛上運(yùn)動(dòng)相關(guān)蛋白的磷酸化水平，使精子的運(yùn)動(dòng)模式由激活態(tài)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌罨\(yùn)動(dòng)第24頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天精子胞內(nèi)鈣信號(hào)網(wǎng)絡(luò)目前已鑒定出約35種蛋白質(zhì)參與到Ca2+對(duì)精子運(yùn)動(dòng)的調(diào)控，在精子運(yùn)動(dòng)調(diào)控方面扮演著重要角色。MdSaidurRahman,BioMedResearchInternational.Volume2014,

第25頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈣離子調(diào)控精子運(yùn)動(dòng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

123第26頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，