イノシシの精子の容量化関連タンパク質を特定するための包括的なプロテオームアプローチ

背景：哺乳類の精子は、受精の能力を高める前に、容量化を受ける必要があります。その重要性にもかかわらず、容量化の基本的な分子メカニズムはあまり理解されていません。したがって、この研究では、イベントをより正確に解明するために、イヌ精子の容量化関連タンパク質を識別するためのプロテオームアプローチを適用しました。2-DEゲルは、副回復前後の精子サンプルから生成されました。2-DEの結果を検証するために、2つの市販の抗体でウエスタンブロッティングと免疫細胞化学を実施しました。さらに、同定されたタンパク質間のタンパク質関連のシグナル伝達経路は、経路スタジオ9.0を使用して検出されました。 結果：RAS関連タンパク質RAB-2、リン脂質ヒドロペルオキシドグルタチオンペルオキシダーゼ（PHGPX）およびミトコンドリアピルビン酸デヒドロゲナーゼE1コンポーネントサブユニットベータ（PDHB）を特定しました。（Prdx5）、アポリポタンパク質A-I（ApoA1）、ミトコンドリアサクシニルCoAリガーゼ[ADP形成]サブユニットベータ（SUCLA2）、アクロシン結合タンパク質、ロプポリン-1A、および精子硬化性AWN2-DEおよびESI-MS/MSによって。sucla2とpdhbはトリカーボン酸サイクルに関与していますが、phgpxとprdx5はグルタチオン代謝に関与しています。sucla2、apoa1、およびpdhbは、脂肪細胞シグナル伝達とインスリン作用を媒介します。容量化後の差次的に発現したタンパク質は、ROSやエネルギー代謝、運動性、過活性化、先体反応、および精子と卵の相互作用などの精子機能に推定的に関連しています。 結論：この研究の結果は、容量化に関与するタンパク質を解明します。これは、イノシシの精子の品質を予測するために使用できるバイオマーカーの設計に役立つ可能性があります。

BACKGROUND: Mammalian spermatozoa must undergo capacitation, before becoming competent for fertilization. Despite its importance, the fundamental molecular mechanisms of capacitation are poorly understood. Therefore, in this study, we applied a proteomic approach for identifying capacitation-related proteins in boar spermatozoa in order to elucidate the events more precisely. 2-DE gels were generated from spermatozoa samples in before- and after-capacitation. To validate the 2-DE results, Western blotting and immunocytochemistry were performed with 2 commercially available antibodies. Additionally, the protein-related signaling pathways among identified proteins were detected using Pathway Studio 9.0. RESULT: We identified Ras-related protein Rab-2, Phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPx) and Mitochondrial pyruvate dehydrogenase E1 component subunit beta (PDHB) that were enriched before-capacitation, and NADH dehydrogenase 1 beta subcomplex 6, Mitochondrial peroxiredoxin-5, (PRDX5), Apolipoprotein A-I (APOA1), Mitochondrial Succinyl-CoA ligase [ADP-forming] subunit beta (SUCLA2), Acrosin-binding protein, Ropporin-1A, and Spermadhesin AWN that were enriched after-capacitation (>3-fold) by 2-DE and ESI-MS/MS. SUCLA2 and PDHB are involved in the tricarboxylic acid cycle, whereas PHGPx and PRDX5 are involved in glutathione metabolism. SUCLA2, APOA1 and PDHB mediate adipocytokine signaling and insulin action. The differentially expressed proteins following capacitation are putatively related to sperm functions, such as ROS and energy metabolism, motility, hyperactivation, the acrosome reaction, and sperm-egg interaction. CONCLUSION: The results from this study elucidate the proteins involved in capacitation, which may aid in the design of biomarkers that can be used to predict boar sperm quality.