激光捕获蛋白质组学揭示牛输卵管上皮中精子相互作用蛋白的新候选物

Laser capture proteomics reveals new candidates for sperm-interacting proteins in the bovine oviduct epithelium

作者信息Coline Mahé, Aleksandra Maria Mowinska, Elke Albrecht, Karine Reynaud, Régis Lavigne, Emmanuelle Com, Charles Pineau, Pascal Mermillod, Marie Saint-Dizier, Jennifer Schoen
PMID40673955
发布时间2025-07-17
DOI10.1530/REP-24-0390

实验完整度

中

研究包含蛋白质组学分析、免疫组化验证等,但缺乏功能验证和体内实验,实验层级较单一。

主要模型

牛输卵管上皮细胞 牛(峡部和壶腹部组织)

重点核对

组织来源:成年母牛,采集自屠宰场,四个排卵前和四个排卵后阶段个体 显微切割区域:上皮顶端(含纤毛)与基底部分 质谱分析:nanoLC-MS/MS,diaPASEF模式,重复数:每个区域和阶段4个样本 差异蛋白判定标准:P≤0.05,倍数变化≥1.5 免疫组化验证蛋白:CAT、PRDX6、OVGP1

摘要

输卵管近端区域(峡部)在许多哺乳动物中充当精子储存库。该储存库由上皮细胞组成,这些细胞主要将其顶端纤毛与精子结合,并确保高质量精子在排卵前存活。然而,精子与输卵管上皮之间的物种特异性分子相互作用仍然知之甚少。本研究旨在利用激光捕获蛋白质组学鉴定牛储存库中新的精子相互作用蛋白候选物。在排卵前和排卵后阶段收集同侧输卵管。将峡部和壶腹部组织样本固定、石蜡包埋、切片,并进行激光显微切割,以建立分离上皮顶端部分(包含潜在的精子相互作用蛋白)和基底部分(包含目前不位于细胞表面或未分泌的蛋白)的微样本池。通过nanoLC-MS/MS分析蛋白质,并使用t检验鉴定差异丰度蛋白(DAPs)。在顶端和基底微样本中分别鉴定出505和512种蛋白质。两个上皮部分之间仅有8/141个区域相关和1/79个周期阶段相关的DAPs是共享的,表明蛋白质表达存在选择性调控。在顶端蛋白中,有19个被预测为精子相互作用的候选物,包括膜联蛋白(ANXA)1、2、5和8;输卵管糖蛋白1(OVGP1);电压依赖性阴离子选择性通道蛋白(VDAC)1和2;载脂蛋白A1(APOA1)。这项工作提供了牛输卵管上皮显微切割细胞区室的首次蛋白质组学表征,并提出了辅助生殖技术中改善精子质量的新候选物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
牛输卵管峡部精子储存库中哪些蛋白可能介导精子与上皮细胞的相互作用?
核心机制
本文未明确验证机制,仅提出候选蛋白可能通过蛋白-蛋白或蛋白-脂质相互作用介导精子结合,包括与BSPs和DEFB126的预测相互作用。
主要证据
通过激光显微切割结合nanoLC-MS/MS鉴定顶端和基底蛋白组,并筛选出41个预测顶端表面蛋白,其中19个被预测为精子结合候选物,并通过免疫组化验证了CAT、PRDX6和OVGP1的差异表达。
研究意义
该研究首次对牛输卵管上皮亚细胞区室进行蛋白质组学表征,为辅助生殖技术中改善精子质量提供了新的候选蛋白。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样本收集与显微切割

分离牛输卵管峡部和壶腹部上皮的顶端和基底部分,用于蛋白质组学分析

从屠宰场收集排卵前和排卵后母牛的输卵管,固定、包埋后切片,通过激光显微切割分离顶端和基底上皮微样本。

2

蛋白质组学分析

鉴定和定量顶端和基底部分中的蛋白质,并比较不同区域和周期阶段的差异

使用nanoLC-MS/MS分析显微切割样本,通过Spectronaut和iq软件进行蛋白质鉴定和定量,并利用t检验识别差异丰度蛋白。

3

预测精子结合候选蛋白

筛选可能参与精子相互作用的顶端表面蛋白

结合细胞定位预测(人纤毛蛋白列表、TMHMM、UniProt)和已知精子相互作用蛋白数据库,筛选出候选蛋白,并利用ProteinPrompt预测与BSPs和DEFB126的相互作用。

4

免疫组化验证

验证CAT、PRDX6和OVGP1在组织中的表达和定位,并确认质谱结果

使用针对CAT、PRDX6和OVGP1的抗体对输卵管组织切片进行免疫组化染色,观察染色强度并与质谱定量结果比较。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
HISTOSETTE® 活检处理/包埋盒----
PALM MicroBeam 激光显微切割系统Carl Zeiss415190-9041-000
PreOmics iST 试剂盒PreOmics GmbH--
胰蛋白酶/LysC----
IonOpticks Aurora 3 C18 色谱柱Ion Opticks Pty Ltd--
nanoElute 超高效液相色谱系统Bruker Daltonik GmbH--
HyStar 软件Bruker Daltonik GmbHv6.0.30.0
OtofControl 软件Bruker Daltonik6.2.5
DataAnalysis 软件Bruker Daltonik GmbH6.0
SpectronautBiognosys18
htrms 转换器Biognosys--
UniProt 牛数据库----
抗CAT抗体Proteintech21260-1-AP
抗OVGP1抗体Abcamab118590
抗PRDX6抗体AntibodiesonlineABIN2783305
兔同型对照多克隆抗体NSJ BioreagentsN1001
ImmPRESS® HRP 马抗兔 IgG 聚合物检测试剂盒Vector LaboratoriesMP-7401
DAB+ 底物显色液Agilent DakoK3468
蔡司 Axioplan 显微镜Carl Zeiss AG--
Axiocam 305 彩色相机Carl Zeiss AG--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本收集与处理
母牛数量(每阶段4头)、排卵阶段判断标准、组织固定时间(6小时)、包埋和切片厚度(6 μm)
阅读提示:Materials and methods - Collection of bovine oviducts; Microdissection of the bovine oviduct epithelium
显微切割
激光显微切割参数(40×或20×物镜)、收集的显微切割片段数量(顶端565±86片,基底232±20片)
阅读提示:Materials and methods - Microdissection of the bovine oviduct epithelium
质谱分析
样本制备(PreOmics iST试剂盒)、液相色谱参数(柱温50°C,流速250 nL/min,梯度时间)、质谱参数(diaPASEF,m/z范围,1/K0范围)
阅读提示:Materials and methods - Nano-liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry
数据分析
蛋白质鉴定标准(至少2个独特肽段)、定量方法(MaxLFQ)、差异蛋白筛选标准(P≤0.05,倍数变化≥1.5)
阅读提示:Materials and methods - Protein identification, validation and quantification; Statistical analysis
免疫组化
抗原修复(微波加热,柠檬酸缓冲液)、一抗浓度和条件(anti-CAT 1.1 μg/mL, anti-OVGP1 2.5 μg/mL, anti-PRDX6 1.25 μg/mL)、二抗和显色系统
阅读提示:Materials and methods - Immunodetection and localization of catalase (CAT), oviduct glycoprotein 1 (OVGP1) and peroxiredoxin-6 (PRDX6)