蛋白酶激活受体2在卵子激活和胚胎细胞切裂过程中将蛋白酶活性与钙波联系起来

摘要 成功启动动物发育需要在配子前核融合前立即激活卵子。在所有谱系中，这由横跨卵子的钙瞬态波引发。钙波还会在后期胚胎轮的细胞分裂沟处发生。钙通过激活1,4,5-三磷酸（IP3）受体从内质网释放。对于脊椎动物卵子激活过程中生成IP3所采用的机制，仅有一部分被定义，并有强有力的证据显示其他关键机制存在。丝氨酸蛋白酶长期以来被认为与卵子激活和受精有关。我们报告说，用丝氨酸蛋白酶抑制剂处理斑马鱼卵子会导致钙波传播缺陷和卵子激活失败。我们进一步表明，斑马鱼蛋白酶激活受体2a（Par2a）的突变也会导致卵子激活严重中断，导致卵膜升高和细胞质分离失败。较温和的par2a突变体进展更远，但随后显示异常的胚胎细胞切裂。我们观察到par2a突变体的钙瞬态振幅和持续时间降低。恢复Ca++或直接注射IP3配体可以挽救因丝氨酸蛋白酶抑制剂处理或Par2a突变而中断的卵子激活。因此，我们表明，丝氨酸蛋白酶活性是斑马鱼卵子激活过程中IP3及后续钙波放大的关键调节因子，并将其与通过蛋白酶受体Par2a的细胞内钙释放联系起来。这构成了成功受精的重要新信号通路。意义声明 精子的清冽和卵子的成熟必须经历一系列重要步骤，以使其具备成功受精的能力。定义这些步骤是我们理解生殖生物学及改善生育治疗能力的核心。由于配子成熟和受精的过程在动物界具有高度的保守原则，因此对水产和农业也有重要意义。您生命中的第一件信号事件导致卵子内释放钙的突发。我们知道这对受精的重要性，但对其发生过程只有部分了解。我们利用鱼类遗传学的研究工作确定了调节卵子中这些首要重要钙闪光的新信号通路。