來(lái)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(guò)程中Atg7是頂體（acrosome）生物發(fā)生的必要條件。這一研究發(fā)現發(fā)表在5月23日的《細胞研究》（Cell Research）雜志上。

    中科院動(dòng)物研究所的李衛（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。李衛博士的研究方向為蛋白質(zhì)修飾的分子機制以及其在減數分裂和衰老過(guò)程中的作用。高飛博士的主要研究方向為為哺乳動(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胞器，為覆蓋在**頭部細胞核前方的帽形結構，位于**核與質(zhì)膜之間。頂體內的卵結合蛋白（結合素）可識別特異糖基序列，具有種的特異性。頂體含有各種水解酶類(lèi)，類(lèi)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(chēng)為頂體反應。通過(guò)頂體反應，使**能夠通過(guò)卵外的各層膜并進(jìn)入卵內。因此，頂體在受精過(guò)程中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。但目前對于這一溶酶體相關(guān)細胞器（lysosome-related organelle，LRO）的生物發(fā)生分子機制仍知之甚少。

    自噬（autophagy）是指從粗面內質(zhì)網(wǎng)的無(wú)核糖體附著(zhù)區脫落的雙層膜包裹部分胞質(zhì)和細胞內需降解的細胞器、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，降解其所包裹的內容物的過(guò)程。是一種重要的細胞內分解代謝機制。

    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胞外或胞內壓力，通過(guò)回收利用細胞元件在缺乏營(yíng)養物質(zhì)的條件下生存。除已經(jīng)確定的調控營(yíng)養**和適應壓力條件等作用，自噬還在哺乳動(dòng)物系統的許多生理過(guò)程，例如細胞生長(cháng)、抗衰老機制、細胞內質(zhì)量控制以及發(fā)育和分化過(guò)程的更新中發(fā)揮功能。

    為了研究自噬在**形成過(guò)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(lái)了解自噬對于頂體生物發(fā)生的影響。他們發(fā)現由于頂體生物發(fā)生缺陷，特異性敲除生殖細胞Atg7的小鼠不能生育，顯示出與人類(lèi)圓頭**癥（globozoospermia）相似的表型。通過(guò)卵胞漿內**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)，耗盡生殖細胞中的Atg7不會(huì )影響生殖細胞的早期發(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(wú)法融合形成頂體囊泡，最終導致形成不規則或近圓頭**。

    在A(yíng)tg7耗盡的生殖細胞中自噬潮(autophagic flux)遭到破壞，最終導致了LC3無(wú)法結合高爾基器衍生的囊泡上。此外，Atg7還部分程度上調控了頂體生物發(fā)生過(guò)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)可導致與生殖細胞特異性Atg7敲除小鼠相似的表型。

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