來自中國科學(xué)院、河北聯(lián)合大學(xué)的研究人員證實(shí)，在小鼠**形成過程中Atg7是頂體（acrosome）生物發(fā)生的必要條件。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在5月23日的《細(xì)胞研究》（Cell Research）雜志上。

    中科院動(dòng)物研究所的李衛(wèi)（Wei Li）研究員和高飛（Fei Gao）研究員是這篇論文的共同通訊作者。李衛(wèi)博士的研究方向?yàn)榈鞍踪|(zhì)修飾的分子機(jī)制以及其在減數(shù)分裂和衰老過程中的作用。高飛博士的主要研究方向?yàn)闉椴溉閯?dòng)物性別決定，性腺早期發(fā)育， 以及配子發(fā)生。

    動(dòng)物**的頂體是由高爾基器形成的雙層膜的細(xì)胞器，為覆蓋在**頭部細(xì)胞核前方的帽形結(jié)構(gòu)，位于**核與質(zhì)膜之間。頂體內(nèi)的卵結(jié)合蛋白（結(jié)合素）可識(shí)別特異糖基序列，具有種的特異性。頂體含有各種水解酶類，類似于溶酶體酶或胰酶樣蛋白酶，包括酸性磷酸酶、蛋白水解酶、透明質(zhì)酸酶等，實(shí)際上，頂體是一種特化的溶酶體。

    獲能**與卵子在受精部位相遇后，頂體外膜破裂，釋放出頂體酶（含頂體素、玻璃酸酶、酯酶等），溶解卵子外圍的放射冠及透明帶，稱為頂體反應(yīng)。通過頂體反應(yīng)，使**能夠通過卵外的各層膜并進(jìn)入卵內(nèi)。因此，頂體在受精過程中起著至關(guān)重要的作用。但目前對(duì)于這一溶酶體相關(guān)細(xì)胞器（lysosome-related organelle，LRO）的生物發(fā)生分子機(jī)制仍知之甚少。

    自噬（autophagy）是指從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的無核糖體附著區(qū)脫落的雙層膜包裹部分胞質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)需降解的細(xì)胞器、蛋白質(zhì)等成分形成自噬體，并與溶酶體融合形成自噬溶酶體，降解其所包裹的內(nèi)容物的過程。是一種重要的細(xì)胞內(nèi)分解代謝機(jī)制。

    自噬的主要功能是使得諸如酵母等低等真核生物能夠響應(yīng)胞外或胞內(nèi)壓力，通過回收利用細(xì)胞元件在缺乏營養(yǎng)物質(zhì)的條件下生存。除已經(jīng)確定的調(diào)控營養(yǎng)**和適應(yīng)壓力條件等作用，自噬還在哺乳動(dòng)物系統(tǒng)的許多生理過程，例如細(xì)胞生長、抗衰老機(jī)制、細(xì)胞內(nèi)質(zhì)量控制以及發(fā)育和分化過程的更新中發(fā)揮功能。

    為了研究自噬在**形成過程中的作用，研究人員選擇性地在小鼠中敲除了自噬相關(guān)蛋白Atg7來了解自噬對(duì)于頂體生物發(fā)生的影響。他們發(fā)現(xiàn)由于頂體生物發(fā)生缺陷，特異性敲除生殖細(xì)胞Atg7的小鼠不能生育，顯示出與人類圓頭**癥（globozoospermia）相似的表型。通過卵胞漿內(nèi)**注射研究人員成功地挽救了這種生殖缺陷。

    研究人員證實(shí)，耗盡生殖細(xì)胞中的Atg7不會(huì)影響生殖細(xì)胞的早期發(fā)育階段，但在**形成的晚期階段，高爾基期時(shí)前頂體囊（proacrosomal vesicle）無法融合形成頂體囊泡，最終導(dǎo)致形成不規(guī)則或近圓頭**。

    在Atg7耗盡的生殖細(xì)胞中自噬潮(autophagic flux)遭到破壞，最終導(dǎo)致了LC3無法結(jié)合高爾基器衍生的囊泡上。此外，Atg7還部分程度上調(diào)控了頂體生物發(fā)生過程中另一種圓頭**癥相關(guān)蛋白GOPC。

    最后，研究人員將自噬或溶酶體抑制劑注入到睪丸中，證實(shí)可導(dǎo)致與生殖細(xì)胞特異性Atg7敲除小鼠相似的表型。

    新研究結(jié)果揭示了Atg7在頂體生物發(fā)生中的新作用，并提供證據(jù)支持了頂體的自噬溶酶體起源假說。