正常精子和不孕精子的精子与ZP2 N末端结合的功能性异质性

《Journal of Translational Medicine》：Functional heterogeneity of sperm binding to the ZP2 N terminus across normospermic and infertile phenotypes

　　

摘要

背景

人类配子的识别依赖于透明带蛋白ZP2的N端结构域。传统的精液分析方法往往无法在异质性的精液中识别出具有功能的精子亚群，尤其是在精子发生异常的男性中。本研究旨在评估重组ZP2^39–154肽是否可以作为高灵敏度的筛选工具，用于识别和富集形态优良且具有结合能力的精子。

方法

来自10名正常精液患者和12名不育患者（少精症、弱精症和畸精症）的精子样本与结合了重组ZP2^39–154的琼脂糖珠子进行孵育。结合效率通过共聚焦显微镜进行量化。对结合的精子进行了形态学分析，包括细胞核面积和鞭毛长度，并将其与结合了天然透明带蛋白的精子进行了比较。

结果

正常精液患者的ZP2^39–154结合效率存在显著的个体间差异（2.88至9.04个精子/珠子），这种差异与精子浓度、活力或形态学指标无关。在不育患者群中，即使在严重少精弱精畸精症的情况下，ZP2^39–154珠子仍能识别出具有结合能力的精子。虽然精子发生异常患者的整体功能精子库受到削弱，但最高水平的结合事件仍与正常精液患者的范围重叠。此外，ZP2^39–154显著富集了形态正常的精子，其比例从原始精液中的1-5%提高到了珠子上的90%。值得注意的是，不育组中70-94%的结合精子在结构上仍然不典型，这表明尽管存在明显的形态缺陷，分子结合能力仍然得以保持。

结论

重组ZP2^39–154珠子为人类透明带提供了一种标准化、高通量的功能替代物。该检测方法突破了光学显微镜的诊断局限，能够识别出生理上具有功能的配子，为辅助生殖中的精准精子回收提供了可靠的工具。