emc体育官方网站-人类卵子对某些精子情有独钟,还会施以额外“恩惠”

  文章来源:中国生物技术网

  从进化的角度来看,人类选择配偶的过程通常受到最原始本能的潜意识输入影响。例如,女性在排卵期产生的激素会驱使她选择一个高傲自信、留着胡须等更具雄性特征的男性。对于味道而言,男性只要闻一下女性衣服上的味道,就能判断该女性是否处于排卵期;而女性似乎更喜欢具有特定基因男性的气味,这可以使她的后代在进化上更具优势。但这种偏好择偶的机制是什么呢?

  近日,发表在《英国皇家学会会刊·B辑》上的一项新研究给出了线索:即使在完成性行为之后,这些基于化学物质的偏好仍然存在。人类卵子似乎可以“选择”哪个精子将成为能够怀上baby的幸运赢家。

  研究通讯作者、瑞典斯德哥尔摩大学动物学系助理教授John Fitzpatrick说:“这是首次在人类或其他体内受精的物种中发现的现象。人类卵子释放出一种叫做化学引诱剂的化学物质,这种物质会留下类似‘面包屑’的路径,以让精子利用它来寻找未受精的卵子。”

  Fitzpatrick补充说:“直到这项研究,我们才知道这些化学‘面包屑’对不同雄性精子的作用是不同的,它们实际上是在选择哪个精子能成功。这意味着,这些液体给了女性一个额外的机会,使她们在选择伴侣后能够控制游向卵细胞的精子数量。”

  还有一个特别的发现:女性的卵子并不总是与她选择的伴侣“合拍”。

  Fitzpatrick说:“我们原本希望能看到某种伴侣效应,但在一半的情况下,卵子吸引来自随机雄性的精子更多。对此最可能的解释是,这些化学信号使雌性能够选择遗传相容性更高的雄性。”

  追寻多样化的基因

  影响遗传相容性的因素是什么?Fitzpatrick说,遗传相容性的驱动因素之一是一组名为“主要组织相容性复合体”的复杂基因,简称MHC。

  他说:“基本上,这些基因与对抗感染、应对疾病和提升免疫力有关。这些基因越多样化,你能抵抗的感染种类就越多样化。如果伴侣的这些基因组合与你的略有不同,那么你的后代将能抵抗更广泛的病原体和疾病。”

  而且,包括人类在内的哺乳动物会尽力为后代提供更好的生存机会。我们的身体已经进化出各种方式来选择最强最多样最相容的配偶,甚至连雌性的生殖道也会阻挡较弱的、不太受欢迎的“追求者”。

  例如,生殖道的液体向下流动,从而迫使精子向上游动,就像鲑鱼产卵时一样。Fitzgerald说,与此同时,雌性的免疫系统将精子视为外来入侵者,会像对待有害菌一样对它们发起攻击。一旦越过了子宫颈肌肉收缩的屏障,精子就必须选择两个输卵管中的一个并向上游动,然而只有一个输卵管中有卵子,剩下一个是“死胡同”。

  Fitzgerald说:“这个旅程非常艰辛,以至于雄性需要储存数千万个精子,最好的情况下,只有约250个精子能到达卵子所在的受精位。”

  他补充说:“除此之外,250个精子中,只有大约10%能在特定时间使卵子受精,精子使卵子受精的能力似乎在不断变化。所以在这250个精子中,似乎20或30个实际上可以在任何不同时间使卵子受精。”

  最后,卵子可以通过释放围绕卵子的卵泡液来影响哪个精子将赢得最终胜利。卵泡液是在发育和释放过程中包围卵细胞的营养丰富的液体,精子游过卵泡液到达未受精的卵子。卵子就是利用卵泡液包含的化学“面包屑”吸引并指引精子到达目标。

  Fitzgerald说:“而且,在精子和卵子之间的最后两厘米,这些化学信号才起作用,因为这是这段漫长旅程的最后阶段,雌性仍在继续清除不可接受的精子。”

  他补充说:“目前,我们正在讨论一些可能对生育能力产生重要影响的数据。”

  一项试管研究

  在这项新研究中,研究人员使用了来自16对在曼彻斯特圣玛丽医院接受辅助生殖治疗夫妇的剩余卵泡液和精子样本。

  研究人员一次使用两对夫妇的卵泡液和精子进行实验,并多次将每位男性的精子暴露于伴侣和非伴侣的卵泡液中。精子必须游过皮氏培养皿,然后计算成功完成旅程的精子数量。

  研究发现,这些卵子能从中意雄性那里多吸引18%到40%的精子。这是怎么操作的?事实证明,精子的头部有能够对卵泡液中化学引诱物产生反应的气味受体,从而影响精子的游动强度。

  Fitzgerald说:“因此,当精子进入卵泡液时,它们的游动路线更直,并开始改变游动的方式。因此,根据这种信号的强度,精子对卵泡液内的雌性化学信号产生不同的响应。”可以说,如果卵子希望精子在“快速通道”中游动,它将发送化学物质来激励精子。否则,它可能会释放出减慢精子速度的化学物质。

  Fitzgerald说:“这确实是一个很好的类比,因为在某些情况下,女性的卵泡液会使一位男性的精子采取快速的‘自由泳’,而让另一位男性的精子则进行‘仰泳’。”

  该研究共同通讯作者、圣玛丽医院生殖医学系科学主任Daniel Brison说:“卵子能够选择精子的观点在人类生育方面确实是新颖的。”Brison在一份声明中说:“对卵子与精子相互作用方式的研究将促进生育治疗,并可能最终帮助我们解释目前导致一些夫妇‘无法解释的’不孕不育的原因。”

  Fitzgerald说:“在所有临床不孕病例中,大约有三分之一是无法解释原因的,既然我们知道卵子对精子施加某种控制,我们就可以开始研究这个问题,以减少不育不孕病例的数量。”

  没有参与这项研究的谢菲尔德大学男科学教授Allan Pacey 说:“我们早就知道,卵泡液的一种或多种成分可能对帮助精子找到卵子很重要,但据我所知,这是第一次有人提出,可能有一些精子-卵泡液的组合比其他组合更好。这很有趣。”但他表示,目前正在经历不孕不育症的夫妇不必担心他们是否有精子和卵泡液相容性的问题。

  Pacey说:“尽管这项研究的结果非常有趣,并且实验进行得很出色,但目前我不确定它们对担忧生育能力或进行体外受精的人具有临床意义。但是这些结果很可能使研究人员更好地理解人类的精子和卵子如何相遇,以及为什么有时会出错。”

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