西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院特聘研究員唐鴻云團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)跨學(xué)部生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授黃小帥團(tuán)隊(duì)合作，首次鑒定到一種特異性包裹線粒體的細(xì)胞外囊泡，發(fā)現(xiàn)其可能調(diào)控精子的能動(dòng)性和可育性。日前，相關(guān)成果發(fā)表于《自然-細(xì)胞生物學(xué)》。
精子內(nèi)部線粒體的功能或數(shù)量改變對(duì)男性不育癥的影響，是生殖領(lǐng)域長(zhǎng)期關(guān)注的關(guān)鍵問題。過(guò)去一些觀察發(fā)現(xiàn)，來(lái)自不同弱精癥患者的精子存在線粒體數(shù)量過(guò)多或過(guò)少的情況。這暗示精子內(nèi)部線粒體數(shù)量維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，可能對(duì)于精子可育性非常重要。然而，相關(guān)機(jī)制的研究仍非常有限。
唐鴻云團(tuán)隊(duì)在一幅實(shí)驗(yàn)圖像上發(fā)現(xiàn)，精細(xì)胞胞外、細(xì)胞與細(xì)胞之間，有一個(gè)陌生的“泡泡”特別顯眼。他們沒有放過(guò)這個(gè)“意外”，并驚奇地發(fā)現(xiàn)這個(gè)“泡泡”里有且僅有一個(gè)完整的、健康的線粒體。這種特異性含有單個(gè)線粒體的細(xì)胞外囊泡，過(guò)去從未被發(fā)現(xiàn)過(guò)，也從未被定義過(guò)。研究團(tuán)隊(duì)將這個(gè)“泡泡”命名為“線粒體囊”。
通過(guò)多種先進(jìn)的活體成像技術(shù)，研究人員觀察到了“線粒體囊”“帶走”線粒體的動(dòng)態(tài)過(guò)程——“線粒體囊吐”。精細(xì)胞膜先是向外形成芽突，包裹一個(gè)健康的線粒體，然后迅速芽吐生成“線粒體囊”，就像大泡泡鼓起了一個(gè)犄角，然后往外一吐，吐出一個(gè)小泡泡。
最終，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了兩個(gè)關(guān)鍵信息。
一是“新”。“線粒體囊”與之前報(bào)道過(guò)的另外兩類攜帶細(xì)胞器的囊泡——遷移體及exopher，在生物合成機(jī)制、生成速度、大小及貨物特異性上有明顯區(qū)別，因此可以認(rèn)定為是一類全新的包裹細(xì)胞器的囊泡。
二是“多”。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，平均每個(gè)精細(xì)胞可以產(chǎn)生約29個(gè)“線粒體囊”，也就是說(shuō)，精子在發(fā)育過(guò)程中會(huì)“扔出”29個(gè)線粒體。對(duì)比此前實(shí)驗(yàn)中“平均減少33個(gè)線粒體”的數(shù)據(jù)，說(shuō)明“線粒體囊”的產(chǎn)生是精細(xì)胞中最主要的線粒體數(shù)量調(diào)節(jié)機(jī)制。
這項(xiàng)研究豐富了人們對(duì)線粒體行為的基礎(chǔ)認(rèn)知，有望為精子不育提供新的機(jī)制性理解。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
原標(biāo)題：這個(gè)神奇的“泡泡”調(diào)控精子活性
作者：記者溫才妃
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