根據(jù)5月24日發(fā)表在《PLoS Genetics.》雜志的一篇研究論文稱一個為精子形成所必需的微管調(diào)節(jié)酶有可能成為今后男性避孕或生育治療的靶點。一個國際研究小組在小鼠中發(fā)現(xiàn)了一種稱之為KATNAL1的新酶似乎通過調(diào)控對精子細(xì)胞形成至關(guān)重要的細(xì)胞骨架動力學(xué)來控制了精子細(xì)胞的成熟。科學(xué)家們希望通過闡明KATNAL1在精子形成中的作用來揭示從前未知的男性不育癥病因或為非激素性男性避孕策略提供新靶點。

“這是一項重要的研究，”人口理事會(Population Council)從事男性避孕研究的程艷(Yan Cheng，生物通音譯)說。程艷指出這是首個研究報道了一種微管調(diào)控酶缺失影響精子形成的機制，開啟了以阻斷或敲除該酶為策略可逆性或永久性避孕的可能性。

“解開男性不育的謎題通常很難，”文章的主要作者、蘇格蘭女王醫(yī)學(xué)研究院的Lee Smith說。為了更深入闡明導(dǎo)致男性不育癥的可能性突變，Smith和同事們用一種誘變化合物處理了小鼠，篩查了雄性小鼠是否不育。一個唯獨導(dǎo)致雄性不育和睪丸尺寸較小的點突變映射到了一個新基因上，Smith研究小組將其命名為KATNAL1 (KATANIN p60-related microtubule severing protein Katanin p60 subunit A-like1)，KATNAL1與一種已知調(diào)控微管動力學(xué)的酶KATANIN p60具有高度同源性。

盡管KATNAL1表達(dá)于包括腦和肝臟在內(nèi)的各種組織中，只有攜帶突變基因形式的小鼠睪丸似乎出現(xiàn)了嚴(yán)重的異常，要小于正常的睪丸。在人類胚胎腎細(xì)胞系中過表達(dá)KATNAL1證實對細(xì)胞骨架具有與KATANIN相似的效應(yīng)。KATANIN通過切斷微管絲調(diào)控了微管動力學(xué)。

不育小鼠的突變定位在KATNAL1的ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域，似乎消除了它的功能。在KATNAL1突變小鼠中，基本上沒有成熟的精子細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)在附睪中有過早脫落的未成熟細(xì)胞，睪丸支持細(xì)胞微管熒光成像顯示突變的KATNAL1表達(dá)與微管穩(wěn)定性降低相關(guān)。

細(xì)胞骨架動力學(xué)是精子細(xì)胞成熟的一個關(guān)鍵性的調(diào)控因子。一組特化的稱為睪丸支持細(xì)胞的極性細(xì)胞從圓形的、富含胞質(zhì)的未成熟狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒鞝顟B(tài)，生長出尾部，失去過量的胞質(zhì)。Smith解釋說精子在發(fā)育過程中與精子支持細(xì)胞關(guān)系密切，就像一棵蘋果樹上的蘋果一樣。精子依賴于支持細(xì)胞提供營養(yǎng)，并將營養(yǎng)物質(zhì)輸送到細(xì)精管的管腔中。像蘋果一樣，當(dāng)“成熟”時精子會“脫落”。將營養(yǎng)物質(zhì)運輸和傳遞至精子需要依賴動態(tài)微管絲。