[生物通讯]David Greenstein戏称他的研究小组的研究可以归结为一条谚语：“一个巴掌拍不响。”在这里，这两个“巴掌”分别是精子和卵子，是二者活跃的合作启动了生物的发育程序。

    尽管精子和卵子的相互作用十分重要，“但我们还不知道二者在分子水平上是如何互作的。”Vanderbilt 大学医学中心细胞与发育生物学副教授Greenstein博士说道。现在，Greenstein和他的同事在线虫的卵子中识别出一个感知精子的受体。他们的研究发表在1月15日期的《基因与发育》（Genes & Development）上，这是首次发现参与卵子成熟和排卵的受体。

    实际上，这篇研究是几年前当Greenstein实验室的博士后研究人员Michael A. Miller博士开始寻找告诉线虫卵子何时该发育和被排出的信号时开始的探索精子－卵子互作的研究的第二篇章。

    包括线虫和人类在内的大多数动物，其卵子的发育都是停留在一个未成熟阶段－－直到接受一个重新进入细胞周期和成熟的信号，它们才再度开始发育。在人类中，诱发卵子成熟的过程还是一个未知数。而在线虫中，是精子释放的一个信号传导蛋白诱发卵子的成熟。Miller 和Greenstein 发现了线虫的卵子成熟信号－－MSP (major sperm protein，主要精子蛋白) ，并在2001年的《科学》上报道了他们的发现。现在，他们又发现MSP用来促进卵子成熟和排卵的受体和信号通路。

    Greenstein希望，他们的研究将为揭示人类卵子成熟的机制提供线索。据保守估计，约有5％的人类怀孕产生的胚胎具有多余染色体，这极有可能是由于卵子成熟化失败造成的，尤其是一个叫做减数分裂的细胞分裂过程失败。这些怀孕通常以流产告终。

    “人类确实不擅长减数分裂。”Greenstein 说。“我们希望通过在简单的系统如秀丽线虫（C. elegans）等中研究卵子是如何成熟、如何进行减数分裂的，能够总结出对于生殖十分重要的信号是如何工作的普遍原理。我们在试图解决生殖问题之前，必需首先了解关于生殖的基础生物学。

    Greenstein 和他的同事正在回顾有关卵子成熟研究的丰富历史记录，将这作为发现控制细胞周期和细胞分裂的信号通路的一条途径。 “我们对线虫卵母细胞的研究有点不寻常，但我们对于卵母细胞如何产生关键的细胞周期转换，而这又是如何与受精过程协调的这些基本问题很感兴趣。”这次发现线虫卵子用来“接收”精子信号的受体对Miller 和Greenstein是极大的鼓舞。

    “对我们二人而言，真正的突破在于能够找到对我们有用的数据。”Greenstein 说，他指的是斯坦福大学研究人员确定线虫精子或卵子富含的基因产物的基因组学研究。Miller和 Greenstein将卵子富含的基因的范围缩小到少数几个候选基因，然后通过一系列生化和遗传检测方法识别出MSP受体。

    Greenstein说，这不是唯一的MSP受体，它的确切身份－－所谓的Eph受体－－令人大吃一惊。

    关于Eph受体的特点已有广泛研究，它们因调控哺乳动物的多个方面－－包括细胞迁移、神经细胞连接以及血管和心脏发育而闻名。Eph是具有酪氨酸激酶活性的受体，是人类基因组中该类型受体中最大的一类。第一个酪氨酸激酶受体－－表皮生长因子受体，就是由Vanderbilt大学的诺贝尔奖得主Stanley Cohen博士和生物化学教授Graham Carpenter博士识别出来的。MSP和其Eph受体（线虫中一种叫做VAB-1的蛋白）调控卵子成熟的方式同样出人意料，Greenstein 说。

    不是简单地打开通知卵子成熟的信号通路，MSP实际上阻断了Eph受体。Eph受体正常情况下竟然扮演着维持卵子处在不成熟状态的角色，MSP阻断Eph活动的行为就终止了这个负面的信号通路，让卵子成熟的过程继续进行。这类活动统称为“关卡”，这是一个确定精子是否存在的监察机制，Greenstein说。如果精子和MSP存在，卵子就被释放，发育成熟然后被排出。

    这种监察机制对于线虫尤为重要，因为排卵和受精的时间需要严格吻合，Greenstein说。“否则线虫就会排出所有的卵子，这对于线虫的生殖而言就太糟糕了。”关卡是细胞生长控制的基础，Greenstein补充说。细胞分裂之前必需通过几个重要的关卡，例如评估DNA损伤程度和纺锤丝完整性等。“事实上，许多癌细胞都缺少关卡，这导致染色体的不稳定性。”他说。因此通过研究线虫的生殖信号，Greenstein 和他的同事可能已经识别出一个与致癌通路有关的新的关卡机制。

    MSP对Eph受体的拮抗作用同样十分吸引人，Greenstein 说。Eph受体已知对叫做ephrins的信号有反应，而MSP可能是发现的一组阻断ephrin活动的信号中的第一个。“通过研究线虫的性信号传导，我们已经发现了一个古老的、应用广泛的受体信号传导通路的一类新配体。”Greenstein说。

    研究小组的这些新发现，除了可以回答发育生物学和细胞周期过程中的一些基本问题，还可用于开发新型抗寄生虫药物，Greenstein 认为。秀丽线虫的一些“近亲”是引起象皮病和河盲等寄生虫病的罪魁祸首，它们每年造成的庄稼损失也多达几十亿美元。这些线虫有着相似的生殖策略，这使得MSP或Eph受体信号传导通路中的蛋白成为一个诱人的抗寄生虫药物目标靶，他说。

生物通编译自BIO.COM