研究人员精确地揭示了人类卵子如何捕获精子进行受精作用，相关的研究发表在本周的科学期刊上。
一种糖分子特异性地把精卵细胞结合在一起
他们发现了卵外膜因糖分子而具有粘性，这是精卵细胞紧密结合的关键。 在过去的30年间，他们一直寻找这一功能执行的主体。
糖链SLeX 大量存在于人类卵细胞表面上。利用合成的糖分子进行试验，研究人员发现SLeX能把精子特异性地结合在卵细胞上。此外，他们用没受精的死亡卵细胞检测相关结论。
伦敦帝国大学生命科学院Anne Dell 教授称，这一研究首次对生命起始阶段的分子事件提供了新的认识，并将填补受精过程中存在的认识空缺。我们希望这些知识最终能帮助更多不能怀孕的人。
世界卫生组织估计全球高达15%的夫妇在生育阶段面临不孕的问题，英国1 /7的夫妇存在生育问题，其中大多数问题在医学科学方面还不能被解释。
第一作者Poh-Choo Pang 博士称，我们希望能够理解和解决许多夫妇面临的不育问题。尽管临床治疗还需要很长路要走，不孕的新研究还是令我们倍感兴奋。
通讯作者Gary Clark称，1992年，我们首先提出了卵细胞表面的SLeX样分子参与人类精卵细胞结合的模型，如今我们通过试验证实了这一模型。此外，精子识别、穿透卵细胞糖被的机理有助于解释生殖障碍的疑难问题。
通过精子头部碰到以及匹配卵细胞外被的特定糖分子，精子“识别了”卵细胞。一旦成功匹配后，精卵细胞外膜紧密地结合。融合后，精子把自身的DNA递呈给卵细胞，并完成受精过程。
香港大学的William Yeung 教授称，对人类精卵细胞结合的认识是有限的，识别SLeX后，研究人员能够发现其他参与这一过程的分子。
如今，研究人员可望利用这一发现，进一步研究能够识别卵细胞的精子头部蛋白。
Human Sperm Binding Is Mediated by the Sialyl-Lewisx Oligosaccharide on the Zona Pellucida
Poh-Choo Pang1,*, Philip C. N. Chiu2,*, Cheuk-Lun Lee2, Lan-Yi Chang3, Maria Panico1, Howard R. Morris1, Stuart M. Haslam1, Kay-Hooi Khoo3, Gary F. Clark4,†, William S. B. Yeung2, Anne Dell1,†
+ Author Affiliations
1Division of Molecular Biosciences, Faculty of Natural Sciences, Imperial College London SW7 2AZ, UK.
2Department of Obstetrics and Gynaecology, Centre for Reproduction, Development and Growth, University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, China.
3Institute of Biological Chemistry, Academia Sinica, Taipei, 11529, Taiwan.
4Department of Obstetrics, Gynecology, and Women’s Health, School of Medicine, University of Missouri, Columbia, MO 65212, USA.
†To whom correspondence should be addressed. E-mail: a.dell@imperial.ac.uk (A.D.); clarkgf@health.missouri.edu (G.F.C.)
↵* These authors contributed equally to this work.
Abstract
Human fertilization begins when spermatozoa bind to the extracellular matrix coating of the oocyte, known as the zona pellucida (ZP). One spermatozoan then penetrates this matrix and fuses with the egg cell, generating a zygote. Although carbohydrate sequences on the ZP have been implicated in sperm binding, the nature of the ligand was unknown. Here, ultrasensitive mass spectrometric analyses revealed that the sialyl-Lewisx sequence (NeuAcα2-3Galβ1-4(Fucα1-3)GlcNAc), a well-known selectin ligand, is the most abundant terminal sequence on the N- and O-glycans of human ZP. Sperm-ZP binding was largely inhibited by glycoconjugates terminated with sialyl-Lewisx sequences or by antibodies directed against this sequence. Thus, the sialyl-Lewisx sequence represents the major carbohydrate ligand for human sperm-egg binding.
