您是否想过,精子是如何像游泳健将一样,奋力游向卵子完成受精的?这背后离不开它尾部的 “马达”——鞭毛。
精子的运动能力依赖于其尾部鞭毛的规律摆动。而鞭毛内部,是由微管蛋白构成的“骨架”,上面附着许多功能复杂的分子结构。其中,径向辐条(Radial Spokes,RSs)就像是机械马达中的传动杆,负责将信号传递至鞭毛各部分,协调运动节奏。
人类精子中有多种径向辐条,RS3是其中一种。CFAP91是RS3的重要组成部分,科学家早已发现它与男性不育有关,但具体机制多年来一直是个谜。但日本研究团队发现了CFAP91和EFCAB5对精子运动的新作用,且相关研究发布在《Nature Communications》杂志上,题目为“Proximity labeling of axonemal proteinCFAP91 identifes EFCAB5 that regulatessperm motility”。
1.CFAP91
CFAP91是放射辐条第三部分(RS3)的核心结构蛋白。其功能缺失会导致精子发生严重缺陷,表现为少精症、精子头部畸形和尾部缩短,造成不育。它通过与RS3其他核心蛋白(CFAP251和LRRC23)结合,将它们精准“招募”并锚定到正确位置,从而保障RS3的完整组装。
CFAP91的缺失会间接影响精子头部的成形。它通过调控微管套的正常发育,确保精子头部能塑造成正常的镰刀状,这表明其功能贯穿于精子的整体形态建成。
2.EFCAB5
研究还发现了一个全新的精子特异性蛋白——EFCAB5。它定位在精子特有的“RS2-RS3桥”上,与RS2的蛋白RGS22结合,起到连接和稳定信号结构的作用。
EFCAB5缺失的精子形态和数量正常,但运动能力差,获能后无法产生剧烈的超激活运动(一种用于穿透卵子外壳的爆发式运动),导致其受精能力降低,造成生育力下降而非完全不育。
总体来说,CFAP91负责基础的结构搭建,而EFCAB5则在此基础上实现精子特有的高级运动功能。
如何筛选优质精子?日本IVF新技术助力提升胚胎健康
对于许多难孕家庭来说,筛选出活力优质的精子,是提高受精成功率与胚胎健康程度的关键一步。为提供更先进的辅助生殖支持,锦欣国际现已开通日本IVF业务,致力于为难孕提供更高成功率的IVF选择。
1.什么是透明质酸筛选精子技术(PICSI)?
透明质酸筛选精子(PICSI)是一项基于生理结合原理的先进精子筛选技术。该技术模拟自然受精过程中精子与卵子透明带的结合机制,利用透明质酸作为筛选介质,识别出真正具备受精能力的成熟精子。
与传统仅依靠形态和活力评估的方式不同,PICSI依赖一项关键生物学特性:只有发育成熟的精子,表面才具备高密度的透明质酸受体,能够稳定结合透明质酸。而未成熟、DNA损伤或染色体异常的精子无法有效结合,从而被过滤排除。
2.IMSI+PICSI:双重技术保障,精准选精
日本IVF医院采用IMSI(高倍显微形态选择)与PICSI联合策略,实现对精子质量的多维度筛选:
IMSI技术可实现过超高倍显微镜(6000-8000倍放大)观察精子,使其在屏幕上呈现如葡萄般大小,使胚胎学家能够清晰判别头部、颈部和尾部的细微结构异常,初步筛选出形态佳的精子。在此基础上,再利用透明质酸结合能力进行二次生理筛选,确保所选精子不仅外观正常,而且细胞内遗传物质较为完整,提升胚胎发育潜力。
受精完成后,胚胎将在实验室内继续培养至囊胚阶段,并接受胚胎植入前遗传学检测(PGT),筛查染色体异常,选择健康胚胎进行移植,提供从精子筛选到胚胎移植的全流程保障。
[1] Wang,H.,Shimada,K.,Pham,A.H.et al.Proximity labeling of axonemal protein CFAP91 identifies EFCAB5 that regulates sperm motility.Nat Commun 16,8238(2025).
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