[发明专利]蛋白酶体在提高体外受精成功率中的应用

说明书

本发明公开了一种蛋白酶体在提高体外受精成功率中的应用，属于医学技术领域，该发明通过精子中蛋白酶体活性评估体外受精成功率，通过测定不同年龄组、不同精子活力组、不同DNA碎片组、不同形态率、不同头部畸形率组间蛋白酶体活性，发现不同精液质量指标组间蛋白酶活性均无显著性差异，但是精子蛋白酶体活性表达越高，常规体外受精受精率、2PN率越高。因此，本发明对于原因不明性不育或常规体外受精率低受精率的患者，可以考虑可检测其精子蛋白酶体活性，为临床选择常规体外受精或ICSI治疗提供依据。

技术领域

本发明涉及医学技术领域，特别是涉及一种蛋白酶体在提高体外受精成功率中的应用。

背景技术

26S蛋白酶体是泛素-蛋白酶体途径的终点，其为一个复杂的多亚单位复合体，由负责识别与展开泛素化底物的19S调控粒子(Regulatory particle,RP)和具有负责蛋白质降解的20S催化核心(Core peptidase,CP)构成。19S RP可以生化地分为“基底”和“盖子”两个部分，基底上含有6种ATP酶亚基和4种非ATP酶亚基，其中非ATP酶亚基为泛素及泛素样蛋白提供结合位点，ATP酶亚基则具有激活底物蛋白展开活性。盖子部分仅由非ATP酶亚基构成，可识别多泛素结合的蛋白底物，并具有去泛素化活性，可以解开泛素，将底物蛋白转移到核心蛋白酶中进行降解。20S CP是一种高度保守的桶状复合物，由四个堆叠的七聚体同心环组成。其中2个外环是由7个α型亚基组成，2个内环由7个β亚基组成，外环是出入口的守卫，保证只水解进入桶装结构内部的蛋白质，两个内环形成一个内室，里面具有负责蛋白质水解的活性位点，在7个β亚基中只有3个亚基(β1、β2和β5)保留了完整的蛋白降解活性位点，因此每个20S CP有6个蛋白水解活性位点，其具有谷氨酰样肽水解酶活性、类胰蛋白酶活性、类糜蛋白酶活性，能使大多数肽键断裂。

精子发生是雄性哺乳动物体内一系列复杂而有序的过程，始于精原干细胞，经历精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、球形精子细胞。期间发生有丝分裂、减数分裂等生物学过程。随后球形精子细胞再经历细胞核浓缩、顶体形成、鞭毛形成等变形过程成为延长形精子细胞，进一步演化为成熟精子。26S蛋白酶体在精子发生及变形过程中起重要作用。有研究证明，20S CP内环β亚基中的三种蛋白酶活性均可在人精子质膜表面可被检测到，并且应用蛋白酶体抑制剂可阻断精子分化的发生。并且精子在发生及变形并非完美的过程，期间会有异常的精子产生，为了减少异常精子的数量，体内蛋白酶体能通过降解异常精子，发挥着对精子生成过程类似质量控制的作用。人附睾内存在大量泛素化蛋白及26S蛋白酶体，提示附睾中存在着通过泛素-蛋白酶体途径降解蛋白质的过程，使得异常精子在附睾精子发生结束时被清除。哺乳动物睾丸中，有缺陷的精子，如双头精子、双尾精子、胞质残余精子等将被泛素化，继而被蛋白酶体所降解。

受精是雄配子与雌配子的融合，产生一个单一的二倍体细胞，即受精卵。这个过程是一个复杂且连续的过程，其包括一系列步骤：精子获能、精子穿越卵丘细胞层、精子结合并穿透卵透明带、顶体反应发生、精卵结合和融合等。有研究表明，猪精子中蛋白酶体在体外获能过程中随着顶体外膜和基质完整性的破坏而被逐步释放，提示该过程对之后的受精起重要作用。获能后的精子具有穿透卵母细胞透明带功能，该过程不仅依赖精子尾部摆动，还依靠蛋白酶体的水解作用。哺乳动物中精子蛋白酶体存在于精子顶体内及质膜表面，在精子-透明带相互作用过程中，蛋白酶体可能发挥双重作用：①获能后在顶体胞吐前，位于精子顶体质膜表面的蛋白酶体降解顶体膜上蛋白，引发顶体胞吐；②顶体胞吐后，位于精子顶体内的蛋白酶体作为顶体胞吐的介质，以此来促进透明带基质局部降解，形成受精缝隙。应用蛋白酶体抑制剂可以阻断猪、小鼠、无脊椎动物精子穿透卵母细胞透明带，还可阻断孕酮诱发的顶体反应，显著降低牛IVF受精率。在精卵细胞融合阶段，位于精子中心粒附近的蛋白酶体成为蛋白水解装置的一部分，有助于受精时精子中心粒释放。在受精后，位于中心粒附近蛋白酶体进入卵母细胞，激活卵母细胞中的母体蛋白酶体以推进受精后受精卵中蛋白底物通过泛素-蛋白酶体途径降解。并且受精后，卵母细胞自身蛋白酶体可以识别并且降解由多泛素链标记的同种精子线粒体，从而保证线粒体基因的母系遗传。