阿尔茨海默氏症的致病蛋白纤维，与人类繁衍息息相关？

一说起阿尔茨海默氏症（AD），大伙儿往往闻之色变。作为一种神经退行性顽疾，人们迄今未找到能有效预防、治疗阿尔茨海默氏症的方法。研究显示，这种疾病与β-淀粉样蛋白存在密切关联，这种蛋白若过度聚集形成蛋白纤维而沉积在大脑中，就有可能导致阿尔茨海默氏症。

2007年，研究人员有了一个意外发现，他们居然在精液中发现了淀粉样蛋白纤维！一开始，大家都觉得这可是个天大的坏消息，觉得这些“不良分子”会与艾滋病病毒（HIV）狼狈为奸，促使病毒进入细胞。然而，在注意到大多数灵长类动物都带有这些纤维后，来自加州大学旧金山分校（UCSF）的生物学家Nadia Roan却有了不同的想法，“如果这些纤维毫无益处，它们在进化的过程中应该早已被淘汰了。”于是，她将HIV进入宿主细胞与精子进入卵细胞联系起来，并冒出了一个念头：这些纤维是否会促进受精？

Nadia Roan教授。图片来源：UCSF

为了验证这一想法，Roan等人开展了一项新研究。研究人员首先人工合成出淀粉样蛋白纤维，然后观察它们是否会促进培养皿中的精子和卵子结合。没想到的是，结果给了他们当头一棒：由于这些纤维的存在，精子反而游动得更慢了。“精子的尾巴没以前摆动得那么快了。”Roan说。显微观测表明，这些纤维给精子戴上了“紧箍咒”，限制了它们的运动。

精液中的淀粉样蛋白纤维使得精子的运动受限。图片来源：eLife

此情此景令研究人员又萌发了一个新的念头：或许淀粉样蛋白纤维能够帮助女性清除掉劣质精子。人们已经知晓，性生活后，女性的免疫细胞会涌入其生殖道，以消灭潜在的有害物质。为了判断精液中的这种纤维能否促进这一过程，研究人员培育出两类健康精子，一类携带蛋白纤维，另一类不携带蛋白纤维；接下来，观察有多少会被免疫细胞给消灭掉。结果令人印象深刻：有这种纤维的精子被吞噬的数量，竟然比没有这种纤维的精子被吞噬的数量多出5倍！此外，蛋白纤维还可以清除掉更多的因超低温而受损的精子。事实上，一旦有蛋白纤维助阵，免疫细胞清除掉的有缺陷的精子的数量甚至可以多出1.5倍。研究人员在eLife上报道了自己的研究成果。

有淀粉样纤维存在时，凋亡精细胞更容易被清除掉。图片来源：eLife

Roan认为，精液中的淀粉样蛋白纤维至少具备两个功能：一，帮助清除掉那些在女性生殖道中待得太长的精子，因为它们可能会引发不必要的免疫反应，导致所有的精子都被杀灭；二，帮助清除掉有缺陷的精子，让真正健康的精子有机会到达卵细胞。

丹麦奥胡斯大学蛋白质研究专家Otzen表示，简言之，蛋白纤维的作用是确保“最好、最有前途”的精子与卵细胞结合。“从进化的角度看，这件事尤为重要，一切都是为了产生最优质的后代。”

不过，究竟蛋白纤维是如何“捆住”精子的，研究人员目前还不是很清楚。还有一个问题是，在实验室所观察到的现象是否就是动物体内实际发生的情况，还需要进一步的研究证实。不过，研究人员仍然表示，这些蛋白纤维控制精子质量的手段令人大开眼界，它表明，自然界远比我们所想象的要复杂、离奇很多。

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Semen amyloids participate in spermatozoa selection and clearance

eLife, 2017, 6, e24888, DOI: 10.7554/eLife.24888

部分编译自：

http://www.sciencemag.org/news/2017/07/protein-tangles-behind-alzheimer-s-disease-may-be-critical-human-reproduction