哺乳动物透明带糖蛋白及其生物活性

透明带在哺乳动物的受精过程中发挥着重要作用,透明带化学成分及其生物活性的研究对于了解精卵识别、顶体反应的诱导等过程的分子机理具有重要意义．近10年来的研究表明透明带主要由糖蛋白（ZPGPs）组成,是在细胞质内合成后转移至透明带的.大多数动物的ZPGPs为4～5种,不同种类动物的ZPGPs的氨基酸序列存在高度同源性.在受精过程中,ZPGPs具有精子受体和诱导顶体反应的双重作用,ZPGPs含有N－连接和O－连接寡聚糖,这些寡糖链是ZPGPs行使生物活性不可缺少的部分．     

哺乳动物受精过程中精子和透明带的初级及次级结合

在哺乳动物的受精过程中,获能的精子穿过卵丘细胞层到达卵子透明带后,精子头部便结合在透明带的表面上.精子和透明带的结合可以分为初级结合和次级结合两个阶段,初级结合是指二者在顶体反应之前的结合,次级结合是指二者在顶体反应之后的结合.精子和透明带的结合是精子顶体反应和精子入卵的先决条件,是哺乳动物受精过程中非常重要的环节,涉及到精子以及透明带的多种蛋白质分子之间的相互作用.这方面的研究工作主要是以小鼠为实验对象进行的,在其他哺乳动物中也有很多报道.本文将主要以小鼠为例,概述哺乳动物受精过程中精子和透明带结合的分子机制,并兼述在二者的结合过程中透明带糖蛋白ZP3对精子顶体反应的诱导作用.     

哺乳动物胚胎透明带脱落机制的研究进展

胚胎着床是一个连续的动态过程,其中胚泡从透明带中准时孵出是着床的关键.透明带脱落的机制主要是子宫或(和)胚泡分泌物部分或全部溶解透明带后,胚泡在细胞数量增加及细胞运动的机械压力作用下通过透明带的某一位点孵出.     

关于哺乳动物的卵子透明带

透明带是哺乳动物卵子外周的一层特殊结构。1870年Waldeyer最早曾作过有关的描述,他认为所有哺乳类动物卵子外周都包有透明带。但当时由于技术方面的限制,有关此方面的研究进展不大。1948年Harter用特异的PAS方法显示了透明带主要由蛋白和多糖构成。六十年代随着电镜及化学酶法分离技术     

哺乳动物精子中的ZP3结合蛋白研究进展

哺乳动物卵透明带糖蛋白ZP3(zona pellucida3)是介导精卵初级结合、诱发精子发生顶体反应的关键分子。目前已在精子中发现多种ZP3结合蛋白。95kD酪氨酸激酶受体可能通过其酪氨酸激酶活性介导ZP3诱发的顶体反应。β—1,4—半乳糖基转移酶与ZP3的糖基结合后,通过激活下游信号分子诱发顶体反应。精子蛋白sp56可能介导了顶体反应期间顶体基质与ZP之间的相互作用。透明带粘附素(zonadhesin)也是在顶体反应发生之后才与ZP发生相互作用。这些精子蛋白介导的下游信号事件将是下一步研究的热点。     

卵透明带ZP3的研究及其应用

卵透明带蛋白围绕在卵母细胞外,在受精过程中起着重要作用。ZP3蛋白是卵透明带蛋白家族中的重要成员,在功能上,ZP3作为初级精子受体,起始精卵结合和顶体反应。由于ZP3在受精中的重要作用,它成为免疫避孕的有效靶点。ZP3蛋白疫苗和DNA疫苗可以诱导机体产生较强的免疫反应,导致生育降低,同时带来一定程度的副作用。本文重点介绍了ZP3的免疫特性及其应用。     

猪精子中与卵透明带糖蛋白ZP3结合的蛋白质

依次经ＰＳＬ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ亲和层析柱和纤维素ＣＭ－５２离子交换层析柱,从猪精子的ＣＨＡＰＳ抽提液分离得４个蛋白质组分。用固相透明带精蛋白结合试验（ＩＺＰＧＢＡ）检测;表明精子蛋白ＳＰ１和ＳＰ２具有结合透明带糖蛋白ＺＰ３的活性,ＳＰ２并显示凝集血球的活性。精子蛋白ＳＰ１与卵预温育明显抑制精卵结合,抑制活性与加入的精子蛋白的浓度呈正相关。用生物素标记的ＺＰ３和蛋白质印迹技术,证明ＳＰ１中的６８ｋＤ精子蛋白与ＺＰ３结合,提示６８ｋＤ精子蛋白参与精卵结合。     

哺乳动物染色体高分辨显带研究现状

高分辨染色体（High Resolution Chromosome, HRC）是指通过某种处理,获得有丝分裂早期染色休 （指晚前期、前中期、早中期染色体）分裂相,此时分裂 相的染色体较中中期染色体长,显带后可得到更多更 细的带纹,从而提高了人类对染色体的分辨力。Yunis (1976)134'首先以氨甲喋吟使细胞同步化,再使细胞 短时暴露于秋水酸胺中,从而提出了对400, 5-50,850 和1200条带时期的染色体进行研究的技术,高分辨染 色体应运而生。接着国内外许多学者对人类染色体进 行了高分辨分带研究『’一,,‘,一,‘’。人类细胞遗传学命名 常务委员会（1981)制定了人类高分辨染色体显带命名 的国际体制‘’‘’。这项工作大大促进了人类染色体高 分辨的研究,目前这项技术已经广泛应用于临床医 学‘4-1,t8,11,37 3。动物遗传学家借鉴人类高分辨染色 体技术对一些哺乳动物的染色体进行了高分辨研 究“,,,,之盆,川,但理沦和应用方面的研究均进展较'R o 本文对哺乳动物高分辨染色体研究的方法、进展以及 意义进行了阐述,同时提出了值得探讨的几个问题。     

蛋白水解酶抑制剂对人精子穿透去透明带田鼠卵子的抑制作用

本文研究了慈姑和天花粉两种天然的蛋白水解酶抑制剂对人精子穿透去透明带田鼠卵子的影响。结果显示:(1)在人精子获能期1.0×10~(-3)mol/L天花粉抑制剂可使人精子的穿卵率明显下降(P<0.01),而同样浓度的慈姑抑制剂,作用不明显。(2)去透明带田鼠卵子预先用抑制剂处理0.5h,被获能精子的穿卵率和未用抑制剂处理的卵子相似。(3)在获能后的人精子和去透明带田鼠卵子孵育期,两种抑制剂的浓度为0.5或1.0×10~(-3)mol/L时,精子的穿卵率明显下降。(4)在人精子获能期及人精子/去透明带田鼠卵子孵育期,两种抑制剂的浓度为1.0×10~(-3)mol/L时,均使精子的穿卵率下降(P<0.01),而抑制剂的浓度为1.0×10~(-4)mol/L时,作用不明显。(5)抑制剂不影响人精子的活动能力。这样看来,涉及精子穿透卵子的酶体系受到了蛋白酶抑制剂的影响。     

草原兔尾鼠卵透明带3基因原核表达条件的优化

目的：通过大肠杆菌原核表达系统制备草原兔尾鼠卵透明带3（LZP3）融合蛋白,作为草原兔尾鼠疫苗免疫抗生育研究的抗原物质。方法：将LZP3基因的核心片段构建到融合表达载体pGEX-4T-1K中GST的3’端,形成GST-LZP3融合基因,经本科切鉴定和序列分析证实基因序列的正确性。在不同温度,不同时间和不同IPTG浓度进行诱导后,用SDS-PAGE检测融合蛋白的表达,发现有一条分子量约63kD的新增蛋白条带。结果：研究表明在37℃,25℃的不同温度条件下均能诱导出LZP3蛋白,经SDS-PAGE和间接ELISA法检测,初步证明了LZP3基因能够在大肠杆菌中有效表达可溶性的融合蛋白。结论：获得了LZP3融合蛋白表达的最佳诱导条件,为大量诱导产生LZP3融合蛋白奠定了理论基础。     

犬卵透明带3蛋白原核表达和抗血清的制备

在研发控制流浪犬卵透明带3(CZP3)免疫不育疫苗的过程中,需要制备特异性的CZP3抗血清进行免疫检测。本研究克隆获得CZP3的c DNA(全长1 281 bp)和除去跨膜区和信号肽的核心片段(CZP3C,984 bp),通过构建原核表达载体p ET28a-CZP3C,转化大肠杆菌BL21(DE3)。在28℃下以0.6 mmol·L~(-1)异丙基硫代β-D-半乳糖苷诱导表达4 h,获得CZP3C融合蛋白。利用CZP3C融合蛋白免疫新西兰大白兔,制备特异性的抗血清,并对抗血清的特异性和效价进行评价。SDS-PAGE结果表明,融合蛋白以包涵体形式存在。经过镍柱亲和纯化及8 mmol·L~(-1)尿素复性后,获得了高纯度的CZP3C融合蛋白。用0.8μg·μL~(-1)的CZP3C融合蛋白免疫新西兰大白兔,免疫后的兔抗血清用Western blot及间接免疫荧光实验检测,结果证明CZP3C兔抗血清具有较高的特异性,ELISA检测效价为1∶409600。本研究所制备的抗血清能够为流浪犬免疫不育疫苗的研制提供检测材料。     

哺乳动物卵子受精过程中糖蛋白的作用

哺乳动物卵子受精过程中糖蛋白的作用邹记兴（中国科学院南海海洋研究所广州５１０３０ｌ）闻仁龙（湖北省武汉市第三师范学校武汉４３０２００）本世纪５０年代以来,由于哺乳动物卵子体外培养系统的建立和不断完善,科学家们可以直接用哺乳动物的精卵为材料,对受精过程...     

卵透明带基因的分子生物学研究概况

卵透明带蛋白是免疫避孕的潜在免疫原。现代分子生物学技术的导入使卵透明带研究跃上了基因水平的新台阶。本综述了近年来以小鼠为主包括人在内若干种哺乳动物卵透明带基因的研究进展,及这些基因的分离、定位、结构特征及表达机制。     

人卵透明带蛋白ZP3a和ZP3b肽段的免疫原性及其抗血清体外抑制人精子-半透明带结合

分析大肠杆菌表达的重组人卵透明带-3（r-huZP3）蛋白两个肽段（r-huZP3a^22-176及r-huZP3b^177-348）的免疫原性,比较两者抗血清体外抑制人精子-半透明带结合的能力。以制备性聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）纯化的大肠杆菌表达蛋白为抗原,主动免疫新西兰兔产生抗huZP3a^22-176及huZP3b^177-348抗血清：通过ELISA测定比较两者的抗体应答水平;以蛋白印迹和免疫组化方法测定两者抗血清同重组表达蛋白、大然人卵ZP以及卵巢组织的反应性;通过竞争性半透明带结合试验（hemizona assay,HZA）观察两者抗血清体外抑制人精子-ZP结合能力。结果显示：未与人分子蛋白载体耦联的r-huZP3a^22-176和r-huZP3b^177-348抗原都在免疫兔中产生了较高的抗体滴度,而且它们的抗血清可识别人肠杆菌表达的各自重组ZP3肽以及人卵细胞表面天然ZP,两者抗血清也都能在体外抑制人精子-ZP结合。由此可见,r-huZP3^22-176及r-huZP3b^177-348蛋白具有良好免疫原性,所产生抗血清也都显示出细胞和组织特异性。因此,单一或合并两个huZP3肽段均可作为抗原研制检测不明原因性不孕妇女中是否存在抗自身ZP抗体的诊断试剂盒,另外它们的抗血清也能用于鉴定已知huZP3表位肽段的最小B-细胞表位基序。     

重组人卵透明带蛋白(rhZP3)的生物活性研究

为了研究毕赤酵母表达的重组人卵透明带蛋白(rhZP3)的生物活性,分别用空白培养液,含孕酮或rhZP3的培养液对人精子进行顶体诱发实验,用考马斯亮蓝染色法对顶体状态进行评价;用不同浓度的rhZP3以及空白培养液分别处理精子,然后再与卵子进行结合实验,观察经过不同处理的精子在精卵结合中的情况;用抗rhZP3抗血清与阴性血清分别处理卵子,再与精子进行结合实验,观察经过不同处理后的卵子在精卵结合中的情况。rhZP3诱发顶体反应实验结果显示,rhZP3处理组与空白对照组之间差异显著(P<0.01);精卵结合实验结果显示,各实验组和对照组之间存在显著性差异(P<0.01),rhZP3、抗rhZP3抗体均能抑制精卵结合。实验结果表明,rhZP3具有天然人卵透明带蛋白相似的活性。     

鼠卵透明带3在Pichia pastoris酵母中的分泌表达

本研究通过酵母Pichiapastoris表达鼠卵透明带 3(mZP3)蛋白 ,获得控制害鼠生育研究的抗原物质。根据国际基因库已发表的mZP3基因序列设计引物 ,并分别在 5’引物和 3’引物中引入EcoRI和XbaI酶切位点。经PCR扩增 ,将mZP3克隆至穿梭质粒pGAPZαA上 ,获得的重组穿梭质粒pGAPZαA mZP3经线性化后 ,采用LiCl法转入毕赤酵母SMD1 1 68菌株中 ,Zeocin+ 筛选阳性克隆 ,酵母发酵上清液进行SDS PAGE和Western blot检测 ,结果表明mZP3在酵母中得到了特异性表达 ,表达产物的分子量约为 60kDa ,说明mZP3能够在酵母真核系统中成功表达 ,并可以用作mZP3免疫不育控制鼠害的检测抗原。     

重组猪卵透明带-3α抗原及其抗体的制备

目的:制备重组猪卵透明带-3α(rpZP3α)抗原及其抗体供发展避孕疫苗研究。方法:在2L发酵罐中接种毕赤酵母GS115-pZP3α工程菌,高密度发酵表达rpZP3α蛋白,表达的蛋白经螯合镍离子的亲和柱纯化后,用SDS-PAGE和Western blot进行鉴定,以Quantity One软件对rpZP3α进行定量分析。rpZP3α免疫家兔,间接免疫荧光法检测抗血清对rpZP3α和猪卵透明带的抗体反应。IVF试验体外检测抗rpZP3α抗体对猪、小鼠精卵结合的影响作用。结果:工程菌高密度发酵产物经分离纯化后获得能与抗pZP3抗体反应的46kD成分,平均产量为8mg/L,用其免疫家兔获得抗rpZP3α抗血清,间接免疫荧光法分析显示此抗血清能与猪卵透明带反应,产生亮绿荧光。体外精卵结合试验中,随着兔抗rpZP3α抗血清浓度的加大,其对猪、鼠精卵结合的抑制作用也增强。ELISA结果显示抗rpZP3α抗体与rpZP3α蛋白以及天然pZP3蛋白两种抗原反应的强度和趋势基本一致。结论:通过酵母体系制备的rpZP3α及其抗体具有免疫学活性。     

犬卵透明带3 DNA疫苗在小鼠模型中的避孕效果评价

为了评价犬卵透明带3(CZP3)DNA疫苗的避孕效果,采用6只雌性小鼠Mus musculus肌肉注射50μg pcDNA3-CZP3质粒后30 V电压刺激6次的方法建立实验组,以6只同等注射pcDNA3质粒的雌性小鼠为阴性对照组;初免后每周采血并用ELISA方法检测小鼠的CZP3抗体水平及第6周抗体滴度;第6周与雄鼠合笼,计算产仔数;第24周收集卵巢制成HE染色切片进行观察;最后用小鼠血清进行小鼠及犬卵透明带的间接免疫荧光实验。结果显示,1)实验组小鼠从初免第2周就产生了抗CZP3的抗体,并且与阴性对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05);第24周实验组的抗体水平与阴性对照组之间的差异有高度统计学意义(P<0.01)。2)第6周血清中的抗体1∶4 000倍稀释时,实验组与阴性对照组之间的差异有高度统计学意义(P<0.01)。3)小鼠生育率由阴性对照组的100%降低至实验组的50%,平均产仔数由阴性对照组的(6.667±0.422)只降至实验组的(2.500±1.455)只,且实验组的抗体水平与产仔数呈高度负相关。4)卵巢HE染色切片结果显示,CZP3 DNA疫苗...     

水牛卵母细胞透明带杨氏模量的测定

根据水牛卵细胞在微管吸吮下的行为,合理地采用内含不可压缩流体固体弹性球壳模型,研究水牛卵细胞透明带的力学性质。通过力学分析,推导出一个近似计算杨氏模量的实验公式。在24~26℃环境温度下,测量了20个培养液中成熟无极体卵细胞的杨氏弹性系数,得到卵细胞透明带的平均弹性系数为2.2×104Pa,为今后进行动物卵细胞透明带的力学研究提供了一种有效的测量方法。