新發現的精子蛋白或將啟發通用避孕藥

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為了使卵子受精,精子必須擁有強大的游泳能力,這種能力可以推動它們向上遊至女性生殖道,並使它們穿透卵子外層,即透明帶。因此,有興趣開發新的避孕藥和生育治療方法的科學家長期以來一直試圖找出控制精子運動的分子。為此,今天發表在《自然》雜誌上的一項研究結果提供了重要的見解。研究人員發現了一種在精子尾部跳動中起關鍵作用的蛋白質。這些發現可能導致一種男女都可以服用的非激素避孕藥。

具體而言,新發現的蛋白質,被稱為CatSper,是一種離子通道。它僅在精子尾部發現,似乎充當某種守門人,控制鈣離子流入細胞。反過來,鈣的流入調節精子的運動。哈佛醫學院的作者大衛·克拉帕姆和他的同事報告說,儘管其他方面都很健康,但缺乏CatSper基因的雄性小鼠在正常的受精條件下是不育的,這很可能是因為精子缺乏足夠的游泳能力。但是,當研究人員將行動遲緩的精子與已去除透明帶的卵子混合時,確實發生了受精。“因此,這些小鼠的精子似乎唯一的問題是它們無法穿透透明帶,”克拉帕姆評論說。“雖然這有點推測性,但可能這個通道參與在最後一刻為精子的尾部跳動提供一種渦輪增壓,當它需要更多動力來穿透透明帶時。”

克拉帕姆評論說,基於阻斷CatSper通道的化合物的避孕藥可能比激素類避孕藥具有顯著優勢。“激素避孕藥必須在女性的生育期內每天服用。而且,它們具有潛在的副作用,例如增加血液凝固和癌症的風險,”他說。“如果可以設計一種專門阻斷該通道的藥物,則男性或女性都可以服用。並且它不必服用很長時間來阻止受精,可能只是在性交之前或之後服用即可。”克拉帕姆進一步指出,精子運動不足引起的男性不育可能源於CatSper缺陷。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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