Cell：ZP2切割通过调节卵子外被结构阻断多精入卵

2024年3月14日，来自瑞典卡罗林斯卡研究所Luca Jovine课题组在学术期刊《细胞》发表了标题为“ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat.”的研究成果，发现ZP2切割通过调节卵子外被结构阻断多精入卵。

研究人员表示，单个精子使卵子受精后，卵子外被或透明带（ZP）硬化，多精入卵不可逆转地受阻。这些事件与糖蛋白ZP2的N端区（NTR）切割有关，ZP2是ZP丝的一个主要亚基。ZP2的加工被认为会使精子与ZP的结合失活，但其分子后果以及与ZP硬化的联系尚不清楚。

研究模式图

哺乳动物的受精始于精子附着在卵外被（egg coat，在哺乳动物中也被称为透明带）上，卵外被是精子必须穿透才能与卵子融合的丝状细胞外包膜，卵子被精子受精后，周围的卵外被会收紧，机械地阻止其他精子进入，这一个过程涉及一种名为ZP2的蛋白的切割。该研究详细绘制了ZP2的结构和功能，解释了卵外被相关蛋白的突变如何导致女性不孕，这一发现还有助于新型避孕方法的开发。

生化和结构研究表明，ZP2的切割会引发其寡聚化。此外，原生脊椎动物卵子外被丝的结构与人类ZP聚合物的AlphaFold预测相结合，揭示了由I型（ZP3）和II型（ZP1/ZP2/ZP4）成分组成的两条原丝交错成左旋双螺旋，II型亚基的NTR从该双螺旋中突出。这些数据共同表明，已切割的ZP2 NTR的低聚作用广泛交联了ZP丝，使卵子外被僵化，精子无法穿透卵子外被。

进一步研究显示，ZP2-N1的缺失并不影响精子的结合，但会导致小鼠卵外被的半硬化和生育能力降低。由此揭示了与卵外被相关的女性不孕症—编码卵外被蛋白的基因突变会导致女性不孕，这有助于指导越来越多的此类不孕突变的发现。

文章来源：

Shunsuke Nishio, Chihiro Emori et al,ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat. DOI: 10.1016/j.cell.2024.02.013