Nature子刊：血液中最常见的蛋白能够激活精子，还能抵抗感染

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撰文 | 王聪
编辑 | nagashi
排版 | 水成文
对于自然生命来说，繁育后代是其一生中极其重要的使命。然而，在现代社会，随着生活压力的不断增大以及环境污染的日益加剧，世界各国的不孕不育率都呈现出飙升之势，很多夫妻都饱受不孕不育的困扰。据统计，我国有超过5000万不育不孕患者，超过正常育龄人口的10%。
试管婴儿技术的出现，帮助许多深受不孕不育困扰的夫妻解决了问题。在进行试管婴儿时，补充白蛋白能够改善成功率，但其中具体原因尚不完全清楚。白蛋白（albumin，Alb）是人体血浆中最主要的蛋白质，约占血浆总蛋白的50%，起着维持机体营养与渗透压等重要作用。
2021年6月22日，美国加州大学欧文分校的研究人员在 Nature Communications 期刊发表了题为：Direct activation of the proton channel by albumin leads to human sperm capacitation and sustained release of inflammatory mediators by neutrophils 的研究论文。
该研究发现，作为人体内最丰富蛋白质之一的白蛋白（Alb），通过直接激活人电压门控质子通道（hHv1）使人类精子获能，穿透卵子并使其受精，还能使白细胞大量分泌炎症介质对抗感染。

人类电压门控质子通道 (hHv1) 从细胞中运出质子，以补偿由于新陈代谢引起的电荷和渗透失衡，使细胞内 pH 值正常化并调节蛋白质功能。而人白蛋白 (Alb) 存在于整个身体的各个位置，调节渗透压并运输配体。
为了确定二者之间的生理联系，研究团队发现，人白蛋白 (Alb) 和人类电压门控质子通道 (hHv1) 具有相互作用，会在精子离开精液并进入女性生殖道时激活精子。这是因为，人白蛋白 (Alb) 在精液中含量很低，无法激活质子通道，而在女性宫腔液中含量很高，从而在精子进入后激活其质子通道，使精子获能，产生顶体反应，进而让卵子受精。

此外，研究团队还发现，人白蛋白（Alb）和人类电压门控质子通道（hHv1）之间同样的相互作用，还会促进中性粒细胞（白细胞的一种）产生和分泌杀死细菌和抵抗感染的炎症介质，需要指出的是，炎症反应本身也可能导致疾病发生。

这项研究发现了精子和中性粒细胞中人白蛋白（Alb）通过直接激活人类电压门控质子通道 (hHv1) 的相互作用，这是之前未发现的人白蛋白（Alb）的新的功能。
该论文的通讯作者 Steve Goldstein 教授表示，发现一种常见蛋白质具有激活质子通道的能力，令人兴奋。这一发现提出了阻断或增强生育能力、增强或抑制先天免疫反应和炎症的新策略。
此外，除了精子获能和先天免疫反应之外，人类电压门控质子通道 (hHv1) 还涉及广泛的生物学过程，该质子通道在癌细胞增殖、缺血性中风期间的组织损伤和肾脏高血压损伤中具有显著作用。而且人白蛋白（Alb）在健康和疾病的不同人群中以不同的水平无处不在，因此该研究发现的二者之间的直接相互作用，可能对人类健康发挥着重要的调控作用
研究团队表示，目前正在体内研究人白蛋白（Alb）和人类电压门控质子通道（hHv1）相互作用对病毒和细菌感染的作用。下一步将研究二者作用的抑制剂对感染、炎症和生育能力的影响。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24145-1
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