根據(jù)5月24日發(fā)表在《PLoS Genetics.》雜志的一篇研究論文稱一個(gè)為精子形成所必需的微管調(diào)節(jié)酶有可能成為今后男性避孕或生育治療的靶點(diǎn)。一個(gè)國(guó)際研究小組在小鼠中發(fā)現(xiàn)了一種稱之為KATNAL1的新酶似乎通過(guò)調(diào)控對(duì)精子細(xì)胞形成至關(guān)重要的細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)來(lái)控制了精子細(xì)胞的成熟�？茖W(xué)家們希望通過(guò)闡明KATNAL1在精子形成中的作用來(lái)揭示從前未知的男性不育癥病因或?yàn)榉羌に匦阅行员茉胁呗蕴峁┬掳悬c(diǎn)。

“這是一項(xiàng)重要的研究，”人口理事會(huì)(Population Council)從事男性避孕研究的程艷(Yan Cheng，生物通音譯)說(shuō)。程艷指出這是首個(gè)研究報(bào)道了一種微管調(diào)控酶缺失影響精子形成的機(jī)制，開(kāi)啟了以阻斷或敲除該酶為策略可逆性或永久性避孕的可能性。

“解開(kāi)男性不育的謎題通常很難，”文章的主要作者、蘇格蘭女王醫(yī)學(xué)研究院的Lee Smith說(shuō)。為了更深入闡明導(dǎo)致男性不育癥的可能性突變，Smith和同事們用一種誘變化合物處理了小鼠，篩查了雄性小鼠是否不育。一個(gè)唯獨(dú)導(dǎo)致雄性不育和睪丸尺寸較小的點(diǎn)突變映射到了一個(gè)新基因上，Smith研究小組將其命名為KATNAL1 (KATANIN p60-related microtubule severing protein Katanin p60 subunit A-like1)，KATNAL1與一種已知調(diào)控微管動(dòng)力學(xué)的酶KATANIN p60具有高度同源性。

盡管KATNAL1表達(dá)于包括腦和肝臟在內(nèi)的各種組織中，只有攜帶突變基因形式的小鼠睪丸似乎出現(xiàn)了嚴(yán)重的異常，要小于正常的睪丸。在人類胚胎腎細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)KATNAL1證實(shí)對(duì)細(xì)胞骨架具有與KATANIN相似的效應(yīng)。KATANIN通過(guò)切斷微管絲調(diào)控了微管動(dòng)力學(xué)。

不育小鼠的突變定位在KATNAL1的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域，似乎消除了它的功能。在KATNAL1突變小鼠中，基本上沒(méi)有成熟的精子細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)在附睪中有過(guò)早脫落的未成熟細(xì)胞，睪丸支持細(xì)胞微管熒光成像顯示突變的KATNAL1表達(dá)與微管穩(wěn)定性降低相關(guān)。

細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)是精子細(xì)胞成熟的一個(gè)關(guān)鍵性的調(diào)控因子。一組特化的稱為睪丸支持細(xì)胞的極性細(xì)胞從圓形的、富含胞質(zhì)的未成熟狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒鞝顟B(tài)，生長(zhǎng)出尾部，失去過(guò)量的胞質(zhì)。Smith解釋說(shuō)精子在發(fā)育過(guò)程中與精子支持細(xì)胞關(guān)系密切，就像一棵蘋果樹(shù)上的蘋果一樣。精子依賴于支持細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，并將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到細(xì)精管的管腔中。像蘋果一樣，當(dāng)“成熟”時(shí)精子會(huì)“脫落”。將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸和傳遞至精子需要依賴動(dòng)態(tài)微管絲。