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医学:CatSperチャネルはヒト精子でプロゲステロン誘発性Ca2+流入を仲介する

Nature 471, 7338 doi: 10.1038/nature09769

卵管では卵母細胞を取り囲む卵丘細胞がプロゲステロンを放出する。プロゲステロンは、ヒト精子で非ゲノム機構によりCa2+増加を誘発する。Ca2+シグナルは、精子の走化性、ハイパーアクチベーション、および先体のエキソサイトーシスを制御すると提唱されているが、これらの基盤となるシグナル伝達機構は明らかにされていない。今回我々は、プロゲステロンが精子特異的なpH感受性CatSper Ca2+チャネルを活性化することを示す。我々は、プロゲステロンとアルカリ性pHの両方が共に、ほとんど待ち時間のない、迅速なCa2+流入を誘発することを見いだしたが、これらは代謝型受容体とセカンドメッセンジャーが関与するシグナル伝達経路とは矛盾する性質である。アルカリ性pHとプロゲステロンにより誘導されたCa2+シグナルは、CaVチャネル遮断剤であるNNC 55-0396とミベフラジルにより阻害される。精子のパッチクランプ記録から、精子特異的CatSper Ca2+チャネルの全ての特徴を持つ、1価および2価イオンによるアルカリ活性化電流が明らかになった。プロゲステロンはCatSper電流を強力に増強する。アルカリ活性化およびプロゲステロン活性化CatSper電流はNNC 55-0396とミベフラジルの両方により阻害される。我々の結果は、非ゲノム機構によるプロゲステロン・シグナル伝達に関する長年の議論を解決するものである。ヒト精子では、CatSpearチャネル自体あるいはそれに付随しているタンパク質の1つが非ゲノムプロゲステロン受容体として機能している。CatSpearチャネル遮断剤が見つかれば、精子におけるCa2+シグナル研究を大きく促進し、プロゲステロンとCatSperの生理的役割をさらに明らかにするのに役立つだろう。

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