这个神奇的“泡泡”调控精子活性

本报讯（记者温才妃）西湖大学生命科学学院特聘研究员唐鸿云团队与北京大学跨学部生物医学工程系助理教授黄小帅团队合作，首次鉴定到一种特异性包裹线粒体的细胞外囊泡，发现其可能调控精子的能动性和可育性。日前，相关成果发表于《自然-细胞生物学》。

精子内部线粒体的功能或数量改变对男性不育症的影响，是生殖领域长期关注的关键问题。过去一些观察发现，来自不同弱精症患者的精子存在线粒体数量过多或过少的情况。这暗示精子内部线粒体数量维持在一个合适的范围内，可能对于精子可育性非常重要。然而，相关机制的研究仍非常有限。

唐鸿云团队在一幅实验图像上发现，精细胞胞外、细胞与细胞之间，有一个陌生的“泡泡”特别显眼。他们没有放过这个“意外”，并惊奇地发现这个“泡泡”里有且仅有一个完整的、健康的线粒体。这种特异性含有单个线粒体的细胞外囊泡，过去从未被发现过，也从未被定义过。研究团队将这个“泡泡”命名为“线粒体囊”。

通过多种先进的活体成像技术，研究人员观察到了“线粒体囊”“带走”线粒体的动态过程——“线粒体囊吐”。精细胞膜先是向外形成芽突，包裹一个健康的线粒体，然后迅速芽吐生成“线粒体囊”，就像大泡泡鼓起了一个犄角，然后往外一吐，吐出一个小泡泡。

最终，研究团队确认了两个关键信息。

一是“新”。“线粒体囊”与之前报道过的另外两类携带细胞器的囊泡——迁移体及exopher，在生物合成机制、生成速度、大小及货物特异性上有明显区别，因此可以认定为是一类全新的包裹细胞器的囊泡。

二是“多”。实验发现，平均每个精细胞可以产生约29个“线粒体囊”，也就是说，精子在发育过程中会“扔出”29个线粒体。对比此前实验中“平均减少33个线粒体”的数据，说明“线粒体囊”的产生是精细胞中最主要的线粒体数量调节机制。

这项研究丰富了人们对线粒体行为的基础认知，有望为精子不育提供新的机制性理解。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41556-023-01264-z