用小分子化合物筛选法研究精子顶体反应分子机制

When spermatozoa leave testis, they must acquire the full ability to move progressively and to fertilize oocytes in epididymis. After ejaculation they should undergo a physilogocal change called capacitation and a subsequent morphological change known as the acrosome reaction in the female reproductive tract. If spermatozoa lose their ability to perform acrosome reaction, it will result in male infertility. Although in the past decades using small chemical inhibitors and inducers and genetically engineered mice much progress has been made to elucidate the mechanisms underlying acrosome reaction. However, the detail mechanisms are still largely unknown. In this study, we will perform large-scale.small chemical screening by determining the activity of acid phosphatase released duirng the acrosome reaction. After the screening, small chemicals will be identified to enhance or inhibit the acrosome reaction induced by progesterone or calcium ionophore A23187. At least 4 small chemicals with their target will be selected for further study by in vitro and in vivo test. By this original study it will help to elucidate the signaling pathways and molecular mechanisms underlying acrosome reaction and provide clue for diagnosis and therapy of male infertility.

精子从睾丸中产生后，缺乏与卵子受精能力，必须在附睾中成熟，并在射精后 在雌性生殖道经过获能并进行顶体反应后才能与卵子受精。精子顶体反应受损，会导致男性不育。 近年来，利用小分子化合物和基因敲除手段，精子顶体反应机制取得了很大进展，但具体机制还很不清楚。在本研究中，我们将采用检测精子顶体反应释放的酸性磷酸酶活性方法进行大规模小分子化合物筛选，试图鉴定出能够促进或者抑制诱导剂(生理诱导剂孕酮或外源诱导剂钙离子载体A23187)诱导顶体反应的一批小分子化合物， 并对至少4 种(类)活性化合物及其调控的靶蛋白从体外和体内两方面进行深入研究。 通过本原创性研究有助于深入揭示精子顶体反应的信号通路和分子机制，有助于阐明临床上男性不育患者中精子功能异常特别是顶体反应异常的发生机制，为临床上男性不育的诊断与治疗带来新的思路与突破。

精子从睾丸中产生后，缺乏与卵子受精能力，必须在附睾中成熟，并在射精后在雌性生殖道经过获能并进行顶体反应后才能与卵子受精。精子顶体反应受损，会导致男性不育。而精子顶体反应机制还不是很清楚。 我们建立了在96孔板上检测小鼠精子顶体反应中释放的酸性磷酸酶活性测定顶体反应的方法，利用该方法高通量筛选影响小鼠精子顶体反应的小分子化合物，目前至少筛选了上千条化合物，其中至少有37条小分子可以上调精子顶体反应， 64条小分子可以抑制精子顶体反应。这些工作为下一步深入研究精子顶体反应的分子机制打下扎实基础. 对其中一些化合物进行深入研究。AC220是酪氨酸激酶Flt3特异性抑制剂，我们筛选发现AC220可以显著抑制小鼠和人精子顶体反应，并会抑制人和精子获能相关的酪氨酸磷酸化，但不显著影响精子运动和精子活率， 起作用在PKA上游信号通路。我们还发现Flt3在小鼠睾丸高表达，Flt3存在于精子头部。 我们还将我们的酸性磷酸酶筛选法推广到对精子获能的研究。 在本项目支持下，共发表研究论文六篇(其中生殖生物学权威杂志三篇), 还有两篇文章正在投稿中，培养硕士研究生二名。