配子激活:还有什么?

受精是一个复杂而独特的过程,标志着一个新个体的诞生。配子的相互激活是受精过程中的一个关键事件,两个代谢静止的细胞在接收到相互的信号后,经历结构和功能的改变,从而获得识别和相互作用的能力。为了逐步描述配子激活的过程,首先卵母细胞的胞外膜通过诱导精子运动、吸引精子并触发首次结合来激活精子。

图1所示。

配子之间的第一次接触引起顶体反应的关键事件,顶体反应使精子能够穿透细胞外膜的屏障,到达两个细胞融合的质膜。在第一步结束时,激活的精子开始激活卵母细胞,通过在细胞质内释放一种可溶性因子,进而触发一系列代谢事件,允许从停滞的卵母细胞转变为发育能力的卵母细胞(图1)。形态改变作为皮质反应和钙释放的中心事件(图2)触发减数分裂恢复和合子的形成,合子是新个体的第一个细胞。18世纪末,拉扎罗·斯帕兰扎尼(Lazzaro Spallanzani)提出了配子之间的接触有助于成功受精和发育的观点。然而,直到20世纪50年代早期,对海洋动物的研究才开始确定精子行为和形态的改变是确保卵母细胞受精所必需的。

迄今为止,从海洋无脊椎动物到哺乳动物和人类,配子激活已被证明是生殖事件的基础和受精的绝对先决条件。大量的分子代谢途径、细胞相互作用机制和信号转导在这一过程中有时对所有物种都是共同的,而在其他物种中则是特定的。在辅助生殖技术中,配子激活的基础知识帮助科学家开发了新的配子操纵技术,以提高受精率,是治疗人类不孕症的一个有前途的替代资源。此外,研究从静止细胞到多能细胞的转变,为阐明干细胞的调控提供了巨大的临床潜力。

图2所示。

配子激活可以被描述为一个链条,其中每个环都起着至关重要的作用,并且与前一个环和后一个环密切相关,任何一个步骤的失败都可能严重影响受精的成功和随后的胚胎发育。

伊丽莎白Tosti1拉斐尔·博尼2亚历山德拉加洛1
1意大利那不勒斯动物园
2巴西利卡塔大学,波坦察,意大利

出版

配子活化:基础知识及临床应用。
Tosti E, msamnsamzo Y
2016年6月

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