PNAS：科学家发现了一种自然发生的机制是如何阻碍生育的

由耶鲁大学领导的研究团队发现了一种哺乳动物中自然存在的生物机制，这种机制可以阻止精子与卵子相互作用，从而防止受精。该研究在啮齿动物模型中发现了这一机制，为解决不孕问题提供了新的研究方向，同时也为开发避孕疗法开辟了新的研究途径。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

“这将对不孕和避孕研究产生直接影响，特别是免疫性不孕和免疫性避孕方面。”耶鲁大学文理学院分子生物物理与生物化学助理教授、该研究的通讯作者史蒂文·唐（Steven Tang）表示。

在美国，9%的男性和11%的育龄女性存在生育问题。其中一些问题源于精子和卵子之间的正确识别、粘附和融合失败。生育过程的一个关键部分涉及精子表面的IZUMO1蛋白和卵子上的JUNO受体：IZUMO1-JUNO的连接使精子和卵子能够识别并融合。

这种连接可以通过一种名为OBF13的精子抗体被阻断。这种自然存在的抗体——40年前在日本大阪大学被发现——能够识别IZUMO1并干扰受精。然而，直到现在，这一机制的具体细节仍不清楚。

在新研究中，研究人员分析了IZUMO1与OBF13接触时的X射线晶体结构。研究发现，OBF13以一种方式附着在精子上，从而改变了精子与卵子接触的方式。分析还发现了一种高亲和力（紧密结合）的OBF13变体，它能有效阻断精子和卵子的受精。

此外，研究人员还确定了JUNO上定义其与IZUMO1结合能力的关键氨基酸位点。这些位点在被激活时，即使受到OBF13或其变体的干扰，也能使精子和卵子结合并完成受精。

“在这项工作中，我们报告了第一个抗精子抗体-抗原复合物结构。我们提供了高分辨率信息，这将为发现IZUMO1调节因子、指导抗体和小分子抑制剂设计以及支持避孕药物筛选开辟途径。”

该研究的第一作者是大阪大学的Yonggang Lu，大阪大学的伊川正人（Masahito Ikawa）是该研究的共同作者。

该研究得到了美国国立卫生研究院、男性避孕倡议的大卫·索卡尔创新奖、日本学术振兴会、日本医学研究与发展署以及武田科学基金会的资助。研究人员还使用了位于加利福尼亚的SLAC国家加速器实验室的设施，该实验室由美国能源部科学办公室支持。