精子發(fā)生的關(guān)鍵酶可能是治療男性不育癥的目標(biāo)

雖然我們身體中的一些細(xì)胞會(huì)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)分裂，但僅精子的減數(shù)分裂過(guò)程從開(kāi)始到結(jié)束就需要大約14天。那一天，六次都是在所謂的粗線(xiàn)期度過(guò)的，此時(shí)個(gè)體父母的一對(duì)染色體被對(duì)齊并連接在一起。

頁(yè)（page的縮寫(xiě)）賓夕法尼亞獸醫(yī)學(xué)院的生物學(xué)家杰里米王(Jeremy Wang)說(shuō)：“這個(gè)階段非常重要，因?yàn)閮蓚€(gè)染色體之間的染色體交換需要對(duì)齊?！薄霸谶@個(gè)階段，如果出了問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致減數(shù)分裂缺陷和精子問(wèn)題，導(dǎo)致不孕、妊娠流產(chǎn)或出生缺陷?！?

在《科學(xué)進(jìn)展》的一篇新論文中，王和他的同事發(fā)現(xiàn)了一種酶，這種酶在減數(shù)分裂的粗線(xiàn)期維持染色體配對(duì)中起著重要作用。沒(méi)有這種名為SKP1的蛋白質(zhì)，減數(shù)分裂將無(wú)法進(jìn)行到中期，這是產(chǎn)生精子細(xì)胞的下一個(gè)主要發(fā)育階段。

這一發(fā)現(xiàn)可能有助于克服阻礙某些形式男性不育治療的障礙，在這種情況下，男性不產(chǎn)生精子，但可以找到精原細(xì)胞，即精子的前體細(xì)胞。

王說(shuō)：“體外受精等生殖技術(shù)對(duì)不孕患者影響很大，但男性至少需要一些精子。”“如果男性沒(méi)有精子，那么唯一的選擇就是使用捐獻(xiàn)者的精子。但是，如果你能找到這些精原細(xì)胞，也就是減數(shù)分裂前的生殖細(xì)胞，它們可能會(huì)被誘導(dǎo)進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生精子。因此，SKP1可能是確保減數(shù)分裂持續(xù)的解決方案的一部分?！?

王還希望他的發(fā)現(xiàn)能幫助他和許多其他實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精子發(fā)育的基礎(chǔ)研究。

他說(shuō)：“目前，我們用動(dòng)物做研究；我們沒(méi)有生產(chǎn)精子的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)?！薄安倏vSKP1及其有效方法可以使我們建立一個(gè)體外系統(tǒng)來(lái)人工產(chǎn)生精子，這將對(duì)我們的研究大有裨益。”

該刊物代表了王博士博士后研究員關(guān)永娟近十年的工作，而前博士后研究員羅夢(mèng)成做出了重大貢獻(xiàn)。

研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行篩選試驗(yàn)，尋找減數(shù)分裂粗線(xiàn)期配對(duì)染色體聚集區(qū)域發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)后，開(kāi)始關(guān)注SKP1。從早期的研究中，研究人員知道SKP1也在整個(gè)人類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用，而不僅僅是精子和卵子。沒(méi)有它，細(xì)胞就會(huì)死亡。

這一事實(shí)迫使佩恩獸醫(yī)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地理解蛋白質(zhì)的功能。由于無(wú)法簡(jiǎn)單地消除它，他們?cè)诶鲜笊砩辖⒘艘粋€(gè)模型系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，他們只能關(guān)閉生殖細(xì)胞和成年期的蛋白質(zhì)。

王說(shuō)：“利用這種誘導(dǎo)型生殖細(xì)胞特異性模型，我們發(fā)現(xiàn)去除SKP1會(huì)導(dǎo)致染色體過(guò)早分離。”

在小鼠中，粗線(xiàn)期的正常排列過(guò)程需要6天，而在失去SKP1的細(xì)胞中，配對(duì)的染色體分離得更早。

科學(xué)家們假設(shè)有一種中期能力因子，或者某種細(xì)胞需要進(jìn)入中期的蛋白質(zhì)。王認(rèn)為是SKP1。

在精子前體細(xì)胞中引入一種叫做岡田酸的化合物可以誘導(dǎo)它們進(jìn)入早期中期過(guò)程，而缺乏SKP1的細(xì)胞則不會(huì)進(jìn)入中期過(guò)程。

卵子發(fā)育實(shí)驗(yàn)表明，研究人員認(rèn)為雌性仍然需要SKP1來(lái)維持卵子的產(chǎn)生。卵母細(xì)胞是通過(guò)減數(shù)分裂形成成熟卵子的細(xì)胞。SKP1的缺失會(huì)形成錯(cuò)位的染色體，很多染色體最終會(huì)丟失。

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