精子中Na+,K+-ATPase α亚型呈现高度结构化且独特的分布模式

摘要：Na+,K+-ATPase α4是精子质膜上一种独特的Na+和K+转运蛋白，对雄性生育力至关重要。虽然先前研究发现Na+,K+-ATPase α4主要表达于精子鞭毛，但其在精子头部的定位尚不明确。此外，Na+,K+-ATPase α4在亚细胞水平的空间排布及其与细胞功能状态的关系仍不清楚。我们采用受激发射损耗（STED）超分辨率显微镜对此进行研究。结果显示，在非获能条件下，Na+,K+-ATPase α4沿精子鞭毛中段呈三线型分布，沿主段呈分散单线型分布；在获能条件下，其分布模式发生重构，转变为沿鞭毛的单线型分布。另一方面，同样存在于精子中的体细胞型Na+,K+-ATPase α1在鞭毛中段呈现类似的三层定位，但在主段呈双线型分布，且该分布不随精子获能过程改变。我们还在精子头部检测到Na+,K+-ATPase α1和α4，两者在获能与非获能状态下均呈现复杂分布模式。这些亚型定位模式与空间动态的差异，结合其不同的功能特性，突显了两种亚型在维持精子功能中扮演的独特角色。