まとめ：精子の移動、成熟、受精における精子嗅覚受容体の走化性行動を促進する卵巣匂い物質様生体分子より

Ovarian odorant-like biomolecules in promoting chemotaxis behavior of spermatozoa olfactory receptors during migration, maturation, and fertilization

https://mefj.springeropen.com/articles/10.1186/s43043-020-00049-w

精子の移動、成熟、受精における精子嗅覚受容体の走化性行動を促進する卵巣匂い物質様生体分子

Conclusion

まとめ

In conclusion, we have demonstrated so far in this review that fertilization as an important process involves ovarian odorant-like biomolecules in enhancing or stimulating chemotaxis and thermotaxis behavior of sperm towards the ovary.

結論として、本総説では、受精の重要なプロセスとして、卵巣の匂い様物質が精子の卵巣への走化性・走熱性行動を促進・刺激することをこれまでに実証してきた。

thermotaxis　走熱性

These processes include the activation of olfactory receptors on the sperm to increased beat asymmetry plus flagellar bend amplitude, frequently changing direction and velocity of sperm cell at the time and site of the fertilization process.

これらのプロセスには、精子上の嗅覚受容体の活性化から、振動の非対称性の増加、さらに鞭毛の曲がり振幅、受精プロセスの時間と場所における精子細胞の方向と速度の頻繁な変化などが含まれる。

asymmetry　非対称
flagellar bend amplitude 鞭毛曲げ振幅

There is the localization of seven different OR proteins in diverse sections of human sperm. Ligands for these ORs expressed on the spermatozoa activate intracellular Ca2+ signals involving the midpiece, head, and flagellum-sensitive Ca2+-channels. This volatile molecule also activates the G-protein-coupled receptors found on the flagellum by the binding of appropriate chemoattractant, causing the activation of guanylyl-cyclase in the mid-piece region.

ヒト精子の様々な部位に7種類の嗅覚状態ORタンパク質が局在していることが分かっている。精子に発現するこれらの嗅覚受容体ORのリガンドは、ミッドピース、頭部、鞭毛の各感受性Ca2+チャネルを含む細胞内Ca2+シグナルを活性化する。また、この揮発性分子は、適切な化学誘引物質の結合により、鞭毛に見られるGタンパク質共役型受容体を活性化し、ミッドピース領域でグアニリルシクラーゼを活性化させる。


The vital role of these odorant molecules in sperm chemoattraction has been discovered to play a significant role in male and female fertility and contraception.In human sperm, progesterone stimulates a Ca2+ increase by a non-genomic mechanism. The Ca2+ signal has been suggested to control chemotaxis, thermotaxis, hyperactivation, plus capacitation of sperm.

これらの匂い分子が精子の化学誘引に重要な役割を果たすことは、男女の不妊や避妊に重要な役割を果たすことが発見された。ヒト精子では、プロゲステロンが非ゲノム機構によりCa2+増加を刺激する。このCa2+シグナルは、精子の走化性、走熱性、超活性化、さらに精子の受精能獲得の制御に関与していることが示唆されている。

Hyperactivation 超活性化
capacitation受精能獲得

In the future, drugs and molecules can be designed to activate these receptors on sperm to facilitate fertility among infertile couples and use as contraceptives and in the treatment of different reproductive dysfunctions.

将来的には、精子上のこれらの受容体を活性化する薬剤や分子を設計し、不妊カップルの受胎を促進したり、避妊薬や様々な生殖機能不全の治療に利用することが可能であろう。

関連文献

卵管内ホルモンによる 精子受精能獲得/超活性化運動の調節機構 と体外受精への応用
https://www.dokkyomed.ac.jp/files/dmu/dokuisai/experimental_animal_01.pdf

一般に、哺乳類精子は子宮もしくは子宮 頚部に射精により放出され、子宮-卵管結合 部へ子宮平滑筋の蠕動運動により運ばれ る。子宮-卵管接合部の通過は、精子自体 の遊泳運動により起こる。卵管内に移動し た精子は、卵管狭部で卵管上皮に結合して 一時滞留する。ここまでの精子の運動様式 を活性化という。排卵の頃に精子は卵管上 皮から遊離し、膨大部へ遊泳移動する。卵 管膨大部へ移動する際、排卵に伴って粘性 の高い卵管内液が多く分泌され、この中を 遊泳するため精子の運動様式が変化する。 この変化した運動を超活性化という。また、 卵管膨大部へ精子が移動する間に、精子 側の受精準備が起こり、この変化を受精能獲得という。卵管膨大部では排卵された卵 子が居て、受精の準備の整った精子は卵 子と受精する