骨橋蛋白對精子游動力及受孕力的調節機制

精子游動力是目前被認為是受孕能力的重要指標。臨床上如何選擇高游動力或改善精子游動力，藉以提高受孕能力是極為重要的課題。骨橋蛋白(osteopontin , OPN)，在公牛被認為受孕的指標蛋白。OPN廣泛存在於壺腹部、副睾、儲精囊及輸卵管中, 此外OPN是一種磷酸蛋白質，主要調節許多細胞，包括巨噬細胞(macrophages)、蝕骨細胞(osteoclasts)及癌症細胞的發生和轉移有關。本研究主要為探討OPN是否具有調節精子細胞的游動能力及受孕力。在Western blotting的分析結果中，發現在25kD以及50kD處有OPN的表現，並且其表現量與精子的游動力有相關性，游動力佳的精子25kD OPN表現量較多(54.4%?b11.6% vs. 81.8%?b6.8%，p＜0.05)。並且依精子的游動力細分樣本為Group 1 為0~30%，Group 2為30%~60%，Group 3為60%~100%，並以電腦輔助精液分析儀(computer-assisted semen analysis)測定各項游動參數。當我們以添加0.1µM OPN與精子作用30分鐘前後游動力變化，發現在Group 1的精子中，游動力有增加的情形(15.6%?b2.1% vs. 39.6%?b4.6%，p＜0.01)，Group 2亦有相同的增加情形(51.7%?b1.5% vs. 69.5%?b6.0%，p＜0.05)。在CASA的分析結果中，共計8個精子的運動參數中，有4個參數，包括VCL、LIN、STR與BCF，在游動力較差的Group 1有明顯升高的情形，其中VCL提高為原始之175%?b18.0%倍、LIN為226.5%?b25.0%倍、STR為241.1%?b30.0%倍，以及BCF也成為原先的154.4%?b13.0% (p＜0.05)，不過在活動力較好的兩組(Group 2及Group 3)，OPN並沒有顯著的提升。進一步分析OPN對於精子受孕能力的影響，包括精子移動至卵子能力的測定(in vitro migration test)、精子穿透力試驗(sperm penetration assay)、頂體反應試驗(acrosomal reaction)，以及老鼠體外受精試驗等，發現OPN可以提高精子移動到卵子的能力(1.5%?b0.2% vs. 6.3%?b1.5%，p＜0.05)、穿透卵子的能力(1.4?b0.1個 vs. 2.3%?b0.1個，p＜0.05)以及增加體外受精率(62.0%?b3.6% vs. 78.0%?b2.1%，p＜0.05)。不過在精子頂體反應試驗中，結果並沒有發現有增加的情形。最後我們利用螢光染色分析方法，觀察到OPN表現於精子的頭部(head)與中節(mid-piece)，並且在加入OPN後會造成精子的細胞骨架細胞(cytoskeleton)的改變，在actin及tubulin有增加的情形，而spectrin螢光表現強度並無明顯增加。本研究證實OPN具有調控精子游動力及受孕力的能力。